Реферат: Проблемы возникновения вселенной. Гипотеза большого взрыва - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Проблемы возникновения вселенной. Гипотеза большого взрыва

Банк рефератов / Астрономия, авиация, космонавтика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 293 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

12 Реферат по астрономии : Проблемы происхождения Вселенной . Гипотеза большого взрыва. Ульяновой Анаста сии , 11а класса , гимназии № 248 2001 г. Проблема начала вселенной , подобна старом у вопросу : Что произошло первым цыпленок или яйцо . Другими словами , какая сила создала вселенную . И что создало эту силу . Или возможно , вселенная , или сила , которая создавало все это , существовали всегда , и не имели начала. Вплоть до недавнего времени , ученые имели тенденцию не касаться таких вопросов потому , что они принадлежали к метафизике или ре лигии , а не к науке. Тем не менее , в последнее время возникло учение о том , что Законы Науки могут быть даже в начале вселенной . В этом случае , вселенная могла определяться полностью Законами Науки. Многие ранние традиции , Еврейская , Хрис тианская и Исламская религии , считали чт о вселенная создалась довольно недавно . Напри мер , Епископ Ушер вычислил дату в четыре тысячи четыреста лет , для создания вселен ной , прибавляя возраст людей в Ветхом Зав ете . Фактически , дата библейского создания не так да л ека от даты конца последнего Ледникового Периода , когда появился первый современный человек. С другой стороны , некоторые люди , ка к например , Греческий философ Аристотель , Дека рт , Ньютон , Галилей не признавали идею о том , что вселенная имела начало . Он и чувствовали , что это могло было быть . Но они предпочли верить в то , что всел енная , существовала , и должна была существоват ь всегда то есть вечно и бесконечно. Вселенная была по существу неменяющейс я во времени . Время абсолютно однородно и синхронизиро вано . В любой точке вселе нной оно одинаково . Пространство тоже однород но и изотропно . Масштаб одинаков в любой точке вселенной . Или она была создана в своей настоящей форме , или она сущест вовал всегда , подобно сегодняшней . Это было естественное убеждени е в то время , поскольку человеческая жизнь , на самом д еле , очень короткий отрезок истории , которую вселенная значительно не изменила по сравн ению с возрастом самой вселенной . В стати ческой , неменяющейся вселенной , вопрос о том , что вселенная существовала всегда , или создалась в прошлом , - действительно матер иал для метафизики или религии : каждая тео рия могла бы принять во внимание такую вселенную. На самом деле , в 1781, философ , Иммануил Кант , написал необычную и очень неясную работу , Критику Чистого Раз ума . Там , он решил , что были одинаково правильные до воды , оба для веры , что вселенная имела начало , и для веры же , что его не было . Как говорит его название , его выво ды были основаны просто на причине . Другим и словами , они не взяли в счет наблюде ния о вс е ленной . В конце концо в , в неменяющейся вселенной , было ли что наблюдать ? Таким образом перед учеными вставала проблема выбора между верой в бога и материальной верой . Они еще не знали пе рвопричин происхождения вселенной так как у них не было в то время достаточ ной научной базы . Вера в Бога была бол ее предпочтительна . Исторически христианство было старше чем наука и естественно немногие воспринимали науку серьезно , но со време нем она набирала силу и все чаще люди поворачивали голову в ее сторону. Тайн а в науке - это то , что наука не может объяснить , как она не может объяснить то , что было до больш ого взрыва . Ведь все , что происходило до момента возникновения вселенной , точки сингуляр ности , не обсуждается - это догма . А непозна нное в науке - это та та й на , которая в ближайшее время не может быт ь раскрыта . В 19-е столетии подтверждение начала вселенной накапливались . Земля и остальная ча сть вселенной , фактически изменились со време нем . С одной стороны , геологи поняли что образование скал , и ископаемы х в ни х , имело возраст сотни или тысячи миллионо в лет . Это было намного более длинным сроком ,чем возраст Земли , согласно Христианст ву. С другой стороны , немецкий физик , Бо льцман , вывел так называемый Второй Закон Термодинамики . Он указывает на то , что о бщая сумма беспорядочно движущихся частиц во вселенной (который измеряется количеством называющимся энтропия ), всегда увеличивается со временем . Это , предполагает , что вселенная могла быть в сжатом состоянии только в одно время в точке начала . В противно м случае , вселенная должна вырождаться в состояние полного беспорядка с одинако вой температурой. Другая трудность с идеей статической вселенной была в том , что согласно Зако ну Силы Тяжести Ньютона , каждая звезда во вселенной должна притягиваться к каждой другой звезде . То как они могли бы остаться на постоянном расстоянии от друг друга ? Не будут ли они все вме сте падать ? Ньютон был осведомлен об этой проблеме о звездах , привлекающих друг дру га . В письме к Ричарду Бентли , ведущему философу того времени, он согласился , что конечное скопление звезд не может остаться неподвижным : они бы все упали вместе , в некоторой центральной точке . Тем не менее , он поспорил , что бесконечное ско пление звезд , не должно падать вместе : для них не было бы центральной точки , чтобы туда упасть . Этот аргумент яв ляется примером западней , одну из которых мы можем встретить , когда одни говорят о бесконечных системах . Используя другие пути , чтобы добавить силу в каждой звезде , из бесконечного количества других звезд во вселенной, однажды мы можем получить другие ответы на вопрос : они могут остават ься на постоянном расстоянии от друг друг а . Мы теперь знаем , что правильная методик а должна рассматривать случай начальной точки , откуда произошел мир. Несмотря на эти трудности с ид еей статической и неменяющейся вселенной никто в семнадцатых , восемнадцатых , девятнадц атых или ранних двадцатых столетиях , не сч итал что вселенная могла развиваться со в ременем . Ньютон и Эйнштейн , оба пропустили шанс предсказывания , что вселенная могла бы или сокращаться , или расширяться . Нельзя действительно ставить это против Ньюто на , из-за того , что он жил двести пятьд есят лет перед открытием расширения вселенно й . Но Эйнштейн должен был знать это лу чше . Когда он сформулировал Теорию Относитель ности , ч тобы проверить теорию Ньютон а с его собственной Специальной Теорией О тносительности , он добавил так называемую , "кос мическую константу ''. Это представляло собой от талкивающий гравитационный эффект , который мог бы балансировать эффект притяжения материала во вселенной . Таким образом , было возможно иметь статическую модель вселенной. Эйнштейн позже сказал : космическая конс танта была величайшей ошибкой моей жизни . Это произошло после наблюдений отдаленных га лактик , Эдвином Хабблом в 1920 году , и показал о , что они перемещаются далеко от на с , со скоростями , которые были приблизительно пропорциональными их расстоянию от нас . Другими словами , вселенная не статическая , как прежде было принято думать : она расширяет ся . Расстояние между галактиками возрастает с о временем. В 1929 году Хаббл открывает эффект так называемый эффект «красного смещения» . Он утверждает , что во всех наблюдаемых спектра х всех наблюдаемых галактик он видит крас ную подсветку в части спектра . Он брал в пример наблюдателя , стоящего около и сточника света , который удалялся или п риближался . При удалении источника света мы наблюдаем красный свет спектра , а при п риближении - фиолетовый. < V V > и сточник света h - длина во лны неподвижного источника света h ’ - длина волны движущегося источни ка света h ’ / h = 1+ V / C если V>0 то h ’ > h V = HR - Закон Хаббла где R- расстояние до исследуе мой галактики H- постоянная Хаббла V- скорость разбегания галактики H =15км /с на 1млн.световых лет Это означает , что все галактики от нас удаляются . Но наука , как ни стран но , забыла об этом до 1964 года . И лишь в 1964 году ученые Пензиас и Вильс он открывают эффект «реликтового фона» . Они ут верждают , что во всех точках вселенной на блюдается постоянный и однородный шум - реликт овый фон равный 3 градусам К. Это означает , что галактики удаляются с определенной скоростью . А если они удаля ются , значит была и начальная точка отсчета. Эти два неоспоримых и полностью до казанных факта подтверждают теорию Большого В зрыва . Значит начало было и все ранние научные догмы по проблеме начала вселенной полностью опровергаются . С этого момента научное понятие нач ала вселенной пришло в некоторое согласие с христианской точк ой зрения на этот вопрос . Ведь христиане также считают , что начало было , но пра вда у них началом был БОГ и он же создал вселенную. В начале сотворил Бог небо и землю . Земля же была безвидна и пуста , и тьма над бездною , и Дух Божий носился над водою . И сказал Бог : да будет свет . И стал свет . И увидел Бог свет , что он хорош , и отделил Бог свет от тьмы . И назвал Бог свет днем , а тьму ночью . И был вечер , и было утро : день один . 6 И сказал Бог : да будет твердь посреди воды , и да отделяет она воду от воды . [И ста ло так .] И создал Бог твердь , и отделил воду , которая под твердью , от воды , ко торая над твердью . И стало так . И назв ал Бог твердь небом . [И увидел Бог , что это хорошо .] И был вечер , и было утро : день второй . И сказал Бо г : да соберется вода , которая под небом , в одно место , и да явится суша . И стало так . [И собралась вода под небом в свои места , и явилась суша .] И назв ал Бог сушу землею , а собрание вод наз вал морями . И увидел Бог , что это х орошо . И сказал Бог : да произ растит земля зелень , траву , сеющую семя [по роду и по подобию ее , и ] дерево пл одовитое , приносящее по роду своему плод , в котором семя его на земле . И стало так . И произвела земля зелень , траву , се ющую семя по роду [и по под о бию ] ее , и дерево [плодовитое ], приносяще е плод , в котором семя его по роду его [на земле ]. И увидел Бог , что это хорошо . И был вечер , и было утро : день третий . И сказал Бог : да будут св етила на тверди небесной [для освещения зе мли и ] для отделения дня о т ночи , и для знамений , и времен , и дней , и годов ; и да будут они светильниками на тверди небесной , чтобы светить на землю . И стало так . И создал Бог два светила великие : светило большее , для управл ения днем , и светило меньшее , для управлен ия ночью , и зв е зды ; и поставил их Бог на тверди небесной , чтобы свет ить на землю , и управлять днем и ночью , и отделять свет от тьмы . И увидел Бог , что это хорошо . И был вечер , и было утро : день четвёртый . И сказал Б ог : да произведет вода пресмыкающихся , душу живую ; и птицы да полетят над землею , по тверди небесной . [И стало так .] И сотворил Бог рыб больших и всякую душу животных пресмыкающихся , которых произв ела вода , по роду их , и всякую птицу пернатую по роду ее . И увидел Бог , ч то это хорошо . И благословил их Бог, говоря : плодитесь и размножайтесь , и наполняйте воды в морях , и птицы да размножаются на земле . И был вечер , и было утро : день пятый . И сказал Бог : да произведет земля душу живую по роду ее , скотов , и гадов , и зверей земных по роду их . И стало так . И с оздал Бог зверей земных по роду и х , и скот по роду его , и всех гадов земных по роду их . И увидел Бог , ч то это хорошо . И сказал Бог : сотворим человека по образу Нашему [и ] по подобию Нашему , и да владычествуют они над рыба ми морскими , и над птицами небесн ы ми , [и над зверями ,] и над скотом , и над всею землею , и над всеми гада ми , пресмыкающимися по земле . И сотворил Б ог человека по образу Своему , по образу Божию сотворил его ; мужчину и женщину с отворил их . И благословил их Бог , и ск азал им Бог : плодитесь и размножай тесь , и наполняйте землю , и обладайте ею , и владычествуйте над рыбами морскими [и над зверями ,] и над птицами небесными , [и над всяким скотом , и над всею землею ,] и над всяким животным , пресмыкающимся по земле . И сказал Бог : вот , Я дал ва м всяку ю траву , сеющую семя , кака я есть на всей земле , и всякое дерево , у которого плод древесный , сеющий семя ; -- вам сие будет в пищу ; а всем зверя м земным , и всем птицам небесным , и вся кому [гаду ,] пресмыкающемуся по земле , в кот ором душа живая , дал Я всю зел е нь травную в пищу . И стало так . И увидел Бог все , что Он создал , и вот , хорошо весьма . И был вечер , и было утро : день шестой. Бог сотворил мир за шесть дней , но если исходить из теории Большого Взры ва возраст образования вселенной равен пример но 15-20 млрд . лет . Сейчас теоретические физи ки пытаются как бы свернуть вселенную , что бы точнее узнать ее возраст . Но для на с же важен сам факт , что вселенная име ла начало . История Вселенной согласно стандартной модели Большого взрыва В нулевой момент вре мени Вселенная возникла из сингу лярности . В т ечение первой миллионной доли секунды , когда температура значительно превышала 10 12 К , а плотность была немыслимо велика , должны были неимоверно быст ро сменять друг друга экзотические взаимодейс твия , недоступ ны е пониманию в рамках современной физики . Мы можем лишь размышлять над тем , каковы были те первые мгнове ния ; например , возможно , что четыре фундамента льные силы природы были вначале слиты вое дино . Однако есть основания полагать , что к концу первой миллион н ой доли секунды уже существовал первичный «бульон» богатых энергией («горя чих» ) частиц излучения (фотонов ) и частиц вещества . Эта само вза имодействующая масса находилась в состоянии т ак называемого теплового равновесия. В те пер вые мгновения все имевшиеся частицы дол жны были непрерывно возникать и аннигилироват ь . Любая материальная частица имеет некоторую массу , и поэтому для ее образования т ребуется наличие определенной «пороговой , энергии » ; пока плотность энергии фотонов оставалась достав точно высокой, могли возникать любые частицы . Мы знаем также , что , когда частицы рождаются из гамма-излучения (фотонов высокой энергии ), они рождаются парами , со сто ящими из частицы и античастицы , например электрона и позитрона . В условии сверхплотн ого состояния матери и , характерного для раннего этапа жизни Вселенной , частицы и античастицы должны были тотчас же по сле своего рождения снова сталкиваться , превр ащаясь в гамма-излучение . Это взаимное превращ ение частиц в излучение и обратно продол жалось до тех пор , пока пло т но сть энергии фотонов превыша ла значение порог овой энергии образования частиц. Когда возраст Вселенной достиг одной сотой доли секун ды , ее температура упала примерно до 10 11 К , став ниже порогового значения , при котор ом могут рождаться протоны и нейтроны, но некоторые из этих частиц все-таки из бежали взаимной аннигиляции со своими античас тицами - иначе в современной нам Вселенной не было бы вещества ! Через 1 с после Бо льшого взрыва температура понизилась примерно до 10 10 К , и нейтрино , по существу , перестал и взаимодей ство вать с веществом : Вселенная стала практич ески прозрачной для нейтрино . Электроны и позитроны еще продолжали аннигилировать и воз никать снова , но примерно через 10с уровень плотности энергии излучения упал ниже и их порога , и огромное число эл ектронов и позитронов превратилось в излучени е в катастрофическом процессе взаимной анниги ля ции , оставив после себя лишь незначительное количество электронов , достаточное , однако , дл я того , чтобы , объеди нившись с протонами и нейтронами , дать начало то м у количеству вещества , которое мы наблюдаем сег одня во Вселенной. Судя по всему , должна была существоват ь некоторая диспропорция между частицами (про тонами , нейтронами , электронами и т . д .) и античастицами (антипротонами , анти нейтронами , позит ронами и т . д .), так как все частиц ы (а не только все античастицы ) исчезли бы в процессе аннигиляции . В окружающей нас части Вселенной вещества несравнимо бо льше , чем антивещества , которое лишь изредка встречается в виде отдельных античастиц . Не исключено , конечно , ч т о на ран ней стадии эволюции Вселенной в ней были области , где доминировало вещество , и обл асти с преобладанием антиве щества - в этом случае возможно существование звезд и целы х галактик , состоящих из антивещества ; на больших расстояниях они были бы неотл и чимы от привычных нам звезд и га лактик из вещества . Однако у нас нет н икаких свидетельств в пользу этого предположе ния , поэтому более разумным кажется считать , что с самого начала возник небольшой , н о заметный дисбаланс частиц и античастиц . В настоящее вр е мя разрабатывается ряд теорий , в которых такой дисбаланс н аходит вполне естественное объяснение. Через 3 мин после Большого взрыва темп ература Вселен ной понизилась до 10 9 К и возникли подходящие условия для образования атомов гелия : на это были затрачены п рактиче ски все имевшиеся в наличии нейтроны . Спустя прим ерно еще минуту почти все вещество Вселен ной состояло из ядер водорода и гелия , находившихся примерно в той же количе стве нной пропорции , какую мы наблюдаем сегодня . Начиная с этого момента , расшире н ие первичного огненного шара происходило без существенных изменений до тех пор , пока через 700000 лет электроны и протоны н е соединились в нейтральные атомы водорода , тогда Вселенная стала прозрач ной для элек тромагнитного излучения - возникло то , что сей ч ас наблюдают как реликтовое фоно вое излучение. После того как вещество стало прозрач ным для электро магнитного излучения , в действ ие вступило тяготение : оно начало преобладать над всеми другими взаимодействиями между массами практически нейтрального вещест ва , состав лявшего основную часть материи Вселен ной . Тяготение соз дало галактики , скопления , з везды и планеты - все эти объекты образова лись из первичного вещества , которое , в св ою очередь , выделилось из быстро остывавшего и терявше го плотность первично г о огненного шара ; тяготению же предстоит о пределить путь эволюции и исход жизни все й Вселенной в целом . Тем не менее , мног ие вопросы , касающи еся эпохи , последовавшей за эпохой отделения излучения от вещества , о стаются пока без ответа ; в частности , оста ет с я нерешенным вопрос формирования галактик и звезд . Образо вались ли галакт ики раньше первого поколения звезд или наоборот ? Почему вещество сосредоточилось в дискретных образовани ях - звездах , галактиках , скоплениях и сверхскоп лениях , - когда Вселенная как целое разле талась в разные стороны ? Есть два основных взгляда на проблему формирования галактик . Первый состоит в т ом , что в любой момент времени в расши ряющейся смеси вещества и излучения могли суще ствовать случайно распределенные области с плотностью в ыше средней . В результат е действия сил тяготения эти области снач ала отделились в виде очень протяженных с густков вещества , в которых затем начался процесс фраг ментации , приведший к образованию облаков меньших разме ров , которые позднее превратились в ск о пления и отдель ные галактики , наблюдаемые сегодня . Далее в этих меньших - галактических размеров - сгустках опять-таки под действием притяжения в слу чайных неоднородностях плотности нача лось формир ование звезд . Существует и другая точка зр ения на ход раз в ития событий : вначале из флукту аций плотности в расширяюще мся первичном шаре сформиро вались многочисленные (малые ) галактики , которые с течени ем врем ени объединились в скопления , в сверхскоплени я и , возможно , даже в более крупные иер архические структур ы. Главным пунктом в этом споре является вопрос , имел ли процесс Большого взрыва вихревой , турбулентный , характер или протекал более гладко . Турбулентности в крупномасштаб ной структуре сегодняшней Вселенной отсутствуют . Вселен ная выглядит удивительно сгла женн ой в крупных масштабах ; несмотря на некото рые отклонения , в целом далекие галакти ки и скопления распределены по всему небу в высшей степени равномерно , а степень из отропности фонового излучения также довольно высока (выше , чем 1:3000). Все эти факты, видимо , говорят о том , что Большой взрыв был безвихревым , упорядоченным процессом расширения . Но откуда же в таком случае возникли флуктуации плотности , ставшие поздн ее галактиками ? Решение этого вопроса затрудн яется тем , что мы не располагаем наблюдате ль н ыми данными , относящими ся к кр итическому моменту образования звездных систем ; Согласно общепринятой точке зрени я , микроволновое фоно вое излучение дает нам информацию о той эпохе , когда возраст В селенной насчитывал примерно 700 000 лет , чему соот ветствует красное смещение около 1000. Самый далекий от нас квазар имеет смещение 3,6, т.е . наблюдаемый свет этого квазара был ис пущен им , когда возраст Вселенной составлял чуть меньше 2 млрд . лет . В промежутке вре мени от 700 000 до 2 млрд . лет во Вселенной д олжно было произойти многое , в том числе сформировались галактики . Тем не ме нее , последние данные , скорее всего , свидетельс твует в пользу второй из двух упомянутых выше гипотез , согласно которой образование галактик предшествовало формированию скопле ний и свер х скоплений. Успешное объяснение ряда явлени й с помощью модели Большого взрыва привел о к тому , что , как правило , не вызывает сомнения реальность происхождения микроволново г о фонового излучения из расширяющегося первич ного огнен ного шара в тот момент , когда вещество Вселенной стало прозрачным . Во зможно , однако , что это слишком простое об ъяснение . В 1978 г ., пытаясь найти обоснование для наблю даемого соотношения фотонов и барио нов (барионы - «тяжелые» элементарные частицы , к которым , в частности , относятся п ротоны и нейтроны ) - 10 8 :1, - М.Рис высказал предположение , что фоновое излучение может быть результа том «эпидемии» образования массивных звезд , начавше йся сразу после отделения излучения от ве щества и до того , как возраст Вселенной достиг 1 млрд . лет . Пр одолжительность жиз ни этих звезд не могла превышать 10 млн . лет ; многим из них было суждено пройти стадию сверхновых и выбросить в пространст во тяжелые химические элементы , которые ча сти чно собрались в крупицы твердого вещества , образовав облака межзвезд н ой пыли . Эта пыль , нагретая излучением догалактически х звезд , могла , в свою очередь , испускать инфракрасное излучение , которое в силу его красного смеще ния , вызванного расширением Вс еленной , наблюдается сейчас как микроволновое фоновое излучение. Эта точк а зрения не получила широкого признания , однако интересно отметить , что в 1979 г . Д.П.Вуди и П.Л.Ричарде из Кали форнийского университета опубликова ли результаты наблюдений , как будто указывающие на некото рые отклонения характеристик микроволнового фоно в о го излучения от кривой излучени я абсолютно черного тела : кривая фонового излучения выглядит «острее» , чем ей следо вало бы быть . Позднее в том же году М.Р оуэн-Робинсон , Дж.Негропонте и Дж.Силк (Колледж королевы Марии , Лондон ) указали , что «горб» на кривой микроволнового излучения , обнаруженный Вуди и Ричардсом , может быть объяснен излучением пылевых облаков , образовавших ся вслед за «эпидемией» массового формировани я звезд , что соответствует гипотезе М . Рис а . Пока рано говорить , выдер жит ли эта новая идея п оследующий анализ , но если она соответствует истине , то это означает , что подавляющее количество всей м ассы Вселенной содержится в невидимых остатка х звезд первичного , догалактического , поколения ив настоящее время может находиться в массивных темных гало, окружающих яркие галактики , которые мы наблюдаем сегодня. Антропный принцип. Перейдем тепе рь к еще одной , не менее интересной те ории возникновения мира . Это Антропный принци п . В чем его сущность ? Антропный (человеческий ) принцип первым сформулировал в 1960 году Иглис Г.И . , но он является как бы неофициальным его авто ром . А официальным автором был ученый по фамилии Картер. Антропный принцип говорит о том , что в начале вселенной был план мироздания , венцом этого плана является возникновение жизни , а венцом жизни - человек . Антропный принцип очень хорошо укладывается в рели гиозную концепцию программирования жизни. Антропный принцип утверждает , что вселенн ая такая , какая она есть потому , что ес ть наблюдатель или же он должен появиться на определенном эта пе развития . В доказательство вышеизложенного создатели этой теории приводят очень интересные факты . Это Критичность Фундаментальных Констант и Совпаде ние Больших Чисел. Рассмотрим первый факт. Фундаментальными константами называются скорость света - С п остоянная планка - h заряд электрона - е масса электрона - m е масса протона - m р масса нейтрона -m n средняя плотность во вселенной - гравитационная постоянная- электромагнитная постоянная - к Исходя из этих констант обнаружили их взаимосвязь : между массой про тона , электрона и нейтрона : m р - mn > me me= 5,5x10 г / моль m p - mn =13,4 x 10 г /моль а также критичность значений плотности во вселенной : q=10 г /см если q>10 ,то вселенная пульсирующая если q<10 ,то во вселенной будет отсутств овать тяготение Теперь рас смотрим Совпадение Больших Чисел (фундаментальных констант ). r вселенной / r e =10 / re =10 qe / q вселенной =10 - возраст образования вселенной Возраст образования вселенной был запрограммирован в момент Большого Взрыва и определяется как 15-20 млрд . лет . Как мы видим из всего выше изл оженного сам факт связи фундаментальных конст ант неоспорим . Они полностью взаимосвязаны и их малейшее изменение приведет к полному хаосу . То , ч то такое явное совпаде ние и даже можно сказать закономерность с уществует , дает этой безусловно интересной те ории шансы на жизнь . Хотя наука и не признает ее , но в связи с той неопр еделенностью и противоречием , которое существует в самой науке , я бы не ста л списывать со счетов эту теорию , а принял бы ее как один из вариантов . Будущее Вселенн ой Оставляя в стороне спорный в опрос , касающийся образо вания галактик , посмотрим , что говорят современная теория и данные наблюдений относительно будущего развития Вс ел ен ной и ее вероятного конца. Вне всякого сомнения , именно гравитационное взаимодей ствие определит дальнейший ход событий . Достаточно ли во . Вселенной вещества для того , чт обы силы тяготения в конечном счете остан овили процесс расширения и заставили галак тики вновь начать падать друг на друга , в результате чего Вселенная закончила бы свое существование в неком «Большом сжатии» . Или же наоборот . Вселенная будет расширяться бесконечно ? Процесс расширения Вселенной можно рассма тривать , используя уже знакомое нам поня тие скорости убегания . Согласно закону всемир ного тяготения Ньютона , эффектив ная гравитационна я сила , действующая на частицу , находящу юся внутри пустой сферической оболочки , равна н улю— . притяжение , вызываемое разными частями оболочки , взаимно к о мпенсируется . То же имеет место и в общей теории отн осительности . Следовательно , если выбрать для исследо вания типичную сферическую область Вселен ной , то все остальное можно считать полой толстостенной оболочкой , расположенной вне и нтересующей нас област и , поскольку в силу космологического принципа все направлен ия во Вселен ной равноправны , а вещество в ней распределено равномерно . Тогда можно допустить , что на галактику , расположенную у края выбранной нами области , действуют силы притяжения только со сто р оны вещества , находящегося внутри выбранной сферы . Если это веще ство распределено равномерно , то галактика бу дет притягиваться к центру сферы так , как если бы там была сосредоточена вся з аключенная внутри сферы масса . В своем дви жении относи тельно центра сферы эта «пр обная» галактика должна вести себя , как сн аряд , выпущенный «наружу» из этой точки . Е сли скорость галактики достаточно велика , т . е . если она превы шает скорость убегания , характерную для этой сферической области , т о галактика будет продолжать свое движение вечно (открытая вселенная ), но если скорость галактики недостаточ на , то она в конце концов уменьшится до нуля , после чего галактика начнет двигаться к центру сферы (замкнутая вселенная ). Зная скорость разбегания галактик - она определяется з начением постоянной Хаббла , - можно оценить необходимую величину массы , которая должна содержаться в данном объеме пространства , чтобы расширение когда-то прекрат и лось ; иначе говоря , требуется рассчитать сред нее значение плотности вещества , которая обес п е чила бы существование замкнутой вселенной . Если окажется , что средняя плотно сть вещества превышает некоторое значение , на зываемое крити ческой плотностью, то Вселенная через какое-то в ремя должна перестать расширяться - тогда поле битвы останется за силами тяготения и коллапс вещества Вселенной будет неизбеж ным. Принимая Н о =55 км /с *Мпс , находим , что значение крити ческой плотности примерно равно 5-10 -27 кг /м 3 , или в среднем пример но 3 атома водорода в 1 м 3 - это очень немного ! При такой плотности Вселенная должна быть очень большой , а вещество в ней - очень разр еженным . Определение средней плотности вещества во Вселенной - одна из важнейших задач с овременной астрономии. Другой способ выяснения , открыта или з амкнута Вселен ная , заключается в непосредственном измерении замедления расширения , т.е . в измерении величины , известной под названием параметра замедления q о . Производя наблюдения очень уд аленных объектов , мы как бы путешествуем в о времени в далекое прошлое , когда - если верна теория Большого взрыва - Все ленная расширялась быстрее , чем сейчас . В принци пе , производя измерения в очень широком ин тервале расстояний до галактик и их красн ых смещений , можно выявить отклонения от з акона Хаббла вплоть до самых удаленных зв ездных систем . Но на практике этот метод н е дал , по крайней мере на сегодняшний день , согласующихся между собой надежных результатов . Здесь остается еще много трудностей , включая проблему правиль ной оценки расстояний и возможность неизвестных пока процессов эволюции : например , вполне во зможно , ч т о в прошлом галактики имели большую светимость , чем сейчас , но вопрос в том , насколько большую ? Чтобы о пределить , является ли наша Вселенная открыто й или замкнутой , необ ходимо исследовать объек ты с красным смещением выше 0,5, а это со ответствует расстоян и ям , значительно превышающим те , на которых можно увидеть о бычные галактики (положе ние может изменить ко смический телескоп , выведенный на орбиту вокр уг Земли , создание которого планируется на 80-е годы ). Ясно , что в качестве объектов исследования следует в зять квазары , но в их природе , эволюции и расстояниях до них слишком много неясного , так чт о надежность полученных результатов остается пока сомнительной . На сегодняшний день мы располагаем наблюдательными данными , свидетель ствующ ими в пользу как открыто й , так и замкнутой модели. Предпринимались также попытки определять возраст Все ленной разными методами и сравнив ать его с хаббловским временем - тем возра стом , который имела бы Вселенная , не будь замедления расширения (около 18 млрд . лет пр и Н о =55 км /с * Мпс ). Оценки возраста самых старых з везд в шаровых скоплениях , делавшиеся на о снове их химического состава с использованием современных теорий звездной эво люции , дали значения в интервале 8-18 млрд . лет , тогда к ак метод радиоактивной датировки дает гораз д о меньшую циф ру - около 6 млрд . лет . В 1978г . Д.Казанас и Д.Н.Шрамм из Чика гского университета , основываясь на данных св оих наблюдений , пришли к выводу , что лучше всего согласу ющийся с известными фактами возраст Вселенной должен составлять 13,5-15,5 млр д . лет , что соответствует открытой , вечно расширяющейся вселенной. С другой стороны , в 1977г . Д.Линден-Белл в Кембридже получил значение Н о , примерно равное 110 км /с *Мпс , осно вываясь при этом на своей модели , разработанной для объяснения кажущегося разбега ния со сверхсветовыми ско ростями радиокомпонентов некоторых квазаров . Это значен ие Н о , если оно , конечно , верно , должно означать , что оп реде ляемый из закона Хаббла возраст Вселенно й составляет всего 9 млрд . лет , а эта ве личина находится на грани противор ечия с возрастом , наиболее старых из известных звезд. Если принять во внимание замедление с корости разбега ния галактик (т.е . расширения В селенной ), то возникает существенная проблема , как «увязать» этот возраст с про стейшей моделью Большого взрыва . В рез ультатах , опубли кованных Д.Хэйнсом в 1979г . в Кембридже , хаббловский возраст Вселенной оценивается в 13 млрд . лет , а в том же году М.Аарон сом в Стьюартской обсерватории , Дж.Хучра в Гарвардском университете и Дж.Моулд в Национа льной обсерватории Кит-Пик о п убликова ли результаты , основанные на измерении светим ости галактик в инфракрасном диапазоне , котор ые указывают на возраст Вселенной около 10 млрд . лет (Н о =100 км /с *Мпс ). Еще позднее , в 1980г ., Ж.М.Люк , Ж.Л.Бирк и Ш.Ж.Альянд из Парижского университета опубл иковали результаты анализа найденного в метеоритах радиоактивного элемента рения , ко торый имеет очень большой период полу распада (половина любого количества этого элемента распада ется , превращаясь в осмий , в течение 60 млрд . лет ). Сравни вая количества р ения и осмия в веществе метеоритов и считая при этом , что рений образовалс я при взрывах сверхновых на раннем этапе эволюции Вселенной , эти ученые установили , что возраст Вселенной , по-видимому , составляет от 13 до 22 млрд . лет. Итак , хотя сегодня большинст во аст рономов и сходятся во мнении , что значение Но должно соответствовать возрасту Вселенной , равному примерно 18 млрд . лет , в этом во просе по-прежнему имеются большие расхождения , и до сих пор не представляется возможным сравнить возраст Вселенной , сле д ующий из закона Хаббла , с возрастом отдель ных составных частей Вселенной , чтобы таким образом оценить степень замедления расширения Вселенной. Какая суд ьба ожидает вечно расширяющуюся Вселенную ? Если наша Вселенная будет неограниченно расширяться - а об этом свидетельствуют почти все дан ные наблюдений , - то что ее ожидает в б удущем ? По мере расширения простран ства матер ия становится все более разреженной , галактик и и скопления все более удаляются друг от друга , а температура фонового излучения неуклонно приближается к абсолютному нулю . Со временем все звезды завершат свой жизненный цикл и превратятся либо в белых карликов , остывающих до состояния холодных черных карликов , либо в нейтронные звезды или черные дыры . Эра светящегося вещества закон чится , и т е мные м ассы вещества , элементарных частиц и холодног о излучения будут бессмысленно разлетаться в непрерывно разрежающейся пустоте. Впрочем , черн ые дыры не останутся без работы . Имея на то достаточно времени , черные дыры погл отят огромное количество вещества Вселенной . Если теория Хокинга верна , то черные дыры будут испускать излучение , но черным дырам с массой Солнца потребуется очень д лительное время , прежде чем это что-то зам етно изменит . Фоновое излучение остынет гораз до раньше , чем черные дыры начнут из л учать больше , чем они будут п оглощать из этого фонового излуче ния . Такой момент наступит только тогда , когда возраст Вселенной станет примерно в десять милли онов раз больше предполагаемого на сегодня . Должно пройти около 10 66 лет , прежде чем черные дыры с олнечной массы начнут взрывать ся , выбрасы вая потоки частиц и излучения. Дж.Б.Берроу из Оксфордского университета и Ф.Тип-лер из Калифорнийского университета нар исовали такую картину отдаленного будущего не ограниченно расширяющей ся вселенной . Даже внутри старой нейтронной звезды сохра няется е ще достаточно энергии , чтобы время от врем ени сообщать частицам , находящимся вблизи ее поверхности , скорость , превышающую скорость у бегания ; предполагается , что в результате этог о через достаточно продолжительное вре м я все вещество нейтронной звезды долж но испариться . Распадутся и черные дыры , в ызвав рождение (в равных пропорциях ) частиц и античастиц . По мнению Берроу и Типлер а , если запас энергии во Вселенной достато чен только для того , чтобы обеспечить ее неограниче н ное расширение , то эфф ект электрического притяжения в электронно-позитр онных парах перевесит и гравитационное притяж ение , и общее расширение Вселенной как цел ого ; поэтому за конечное время все электро ны проаннигилируют со всеми позитронами . В конечном ито г е последней стадией существования материи окажутся не разлетающиес я холодные темные тела или черные дыры , а безбрежное море разреженного излучения , о стывающего до конечной , повсюду одинаковой , те мпературы. Второе начало термодинамики предсказывает , что кон ец Эволюции Вселенной наступит , когда выровняется температу ра ее вещества - так как тепло передается от более тепл ых тел к более холодным , различие их т емператур со временем сглаживается и совершен ие работы становится невозможным . Эта мысль о «тепловой с м ерти» Вселенной была высказана еще в 1854г . Германом Гельмгол ьцем (1821-1894). Небезын тересно отметить , что наше сов ременное представление о неограниченно расширяющ ейся Вселенной вместе с концеп цией квантовог о излучения черных дыр , которая основана н а а н алогии между гравитацией и термодинамикой , по существу , привело , только более кружным путем , к выводам , сделан ным Гельмгольцем. Мы не знаем с определенностью , каков должен быть исход противоборства расширения Вселенной и гравитацион ного притяжения ее вещ ества . Если победит тяготение , Вселен ная когда-нибудь сколлапсирует в процессе Бол ьшого сжатия , которое может оказаться либо концом ее существо вания , либо прелюдией к новому циклу расширения . Бел» же силы тяготения проиграют сражение , то расширение будет продолжаться неограниченно долго , но тем не менее гравита ция будет иг рать существенную роль в определении оконча т ельного состояния вещества Вселенной : станет ли оно безбрежным морем однородного излучения или же будет рассеиваться множеством тем ных холод н ых масс . В неясном д алеком будущем прошедшая эпоха звездной актив ности может показаться лишь кратчайшим мгнове нием в бесконеч ной жизни Вселенной. Так неужели , же Вселенная обречена на вечное расшире ние ? Пока все данные говор ят именно об этом , хотя нельзя без боли думать о превращении нашего удивитель ного и сложного мира в бесформенную темну ю пустоту . По-видимому , многим была бы боль ше по душе пульсирующая модель , дающая над ежду на возрождение пусть не живых сущест в , но по крайней мере таких привычных нам вещей , как вещество и излучени е . Однако , что бы мы ни предпринимали , это не изменит ни плотности космического вещества , ни судьбы космоса - нам остается принимать его таким , каков он есть : Вселен ную не выбирают.

1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Не то страшно, что жена постоянно смотрит сериалы, а то, что она пересказывает их потом подробно мне!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по астрономии, авиации, космонавтике "Проблемы возникновения вселенной. Гипотеза большого взрыва", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru