Меню

Что такое вселенная с точки зрения современной науки

Как образовалась Вселенная

Что же такое Вселенная? Если емко, то это сумма всего существующего. Это все время, пространство, материя и энергия, образовавшиеся и расширяющиеся вот уже 13.8 миллиардов лет. Никто не может точно сказать, насколько обширны просторы нашего мира и пока нет точных предсказаний финала.

Определение Вселенной

Само слово «Вселенная» происходит от латинского «universum». Впервые его использовал Цицерон, а уже после него оно стало общепринятым у римских авторов. Понятие обозначало мир и космос. На тот момент люди в этих словах видели Землю, все известные живые существа, Луну, Солнце, планеты (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн) и звезды.

Иногда вместо «Вселенная» используют «космос», которое с греческого переводится как «мир». Кроме того, среди терминов фигурировали «природа» и «все».

В современном понятии вмещают все, что существует во Вселенной – наша система, Млечный Путь и прочие структуры. Также сюда входят все виды энергии, пространство-время и физические законы.

Одним из основных вопросов, которые не выходят из сознания человека, всегда был и является вопрос: «как появилась Вселенная?». Конечно же, однозначного ответа на данный вопрос нет, и вряд ли будет получен в скором времени, однако наука работает в этом направлении и формирует некую теоретическую модель зарождения нашей Вселенной.

Теории происхождения Вселенной

Креационизм: все создал Господь Бог

Среди всех теорий о происхождении Вселенной эта появилась самой первой. Очень хорошая и удобная версия, которая, пожалуй, будет иметь актуальность всегда. Кстати, многие ученые физики, несмотря на то что наука и религия часто представляются понятиями противоположными, верили в Бога.

Например, Альберт Эйнштейн говорил:

«Каждый серьезный естествоиспытатель должен быть каким-то образом человеком религиозным. Иначе он не способен себе представить, что те невероятно тонкие взаимозависимости, которые он наблюдает, выдуманы не им.»

Теория Большого Взрыва (модель горячей Вселенной)

Пожалуй, самая распространенная и наиболее признанная модель происхождения нашей Вселенной. Отвечает на вопрос — каким образом образовались химические элементы и почему распространённость их именно такая, какая сейчас наблюдается.

Согласно этой теории, около 14 миллиардов назад, пространства и времени не было, а вся масса вселенной была сосредоточена в крохотной точке с невероятной плотностью – в сингулярности. Однажды из-за возникшей в ней неоднородности, произошел так называемый Большой Взрыв. И с тех пор Вселенная постоянно расширяется и остывает.

Теория Большого взрыв

Первые 10 -43 секунды после Большого Взрыва называют этапом квантового хаоса. Природа мироздания на этом этапе существования не поддается описанию в рамках известной нам физики. Происходит распад непрерывного единого пространства-времени на кванты.

Спустя 10 000 лет энергия вещества постепенно превосходит энергию излучения и происходит их разделения. Вещество начинает доминировать над излучением, возникает реликтовый фон.

Теория Большого Взрыва тверже встала на ноги после открытия космологического красного смещения и реликтового излучения. Два этих явления — самые весомые доводы в пользу правильности теории.

Также разделение вещества с излучением значительно усилило изначальные неоднородности в распределении вещества, в результате чего начали образовываться галактики и сверхгалактики. Законны Вселенной пришли к тому виду, в котором мы наблюдаем их сегодня.

Модель расширяющейся Вселенной

Сейчас доподлинно известно, что Галактики и иные космические объекты удаляются друг от друга, а значит, Вселенная расширяется.

Модель расширяющейся Вселенной описывает сам факт расширения. В общем случае не рассматривается, когда и почему Вселенная начала расширяться. В основе большинства моделей лежит общая теория относительности и её геометрический взгляд на природу гравитации.

Красное смещение – это наблюдаемое для далеких источников понижение частот излучения, которое объясняется отдалением источников (галактик, квазаров) друг от друга. Данный факт свидетельствует о том, что Вселенная расширяется.

Реликтовое излучение – это как бы отголоски большого взрыва. Ранее Вселенная представляла собой горячую плазму, которая постепенно остывала. Еще с тех далеких времен во Вселенной остались так называемые блуждающие фотоны, которые образуют фоновое космическое излучение. Ранее при более высоких температурах Вселенной данное излучение было гораздо мощнее. Сейчас же его спектр соответствует спектру излучения абсолютно твердого тела с температурой всего 2,7 Кельвин.

Теория эволюции крупномасштабных структур

Как показывают данные по реликтовому фону, в момент отделения излучения от вещества Вселенная была фактически однородна, флуктуации вещества были крайне малыми, и это представляет собой значительную проблему.

Вторая проблема — ячеистая структура сверхскоплений галактик и одновременно сфероподобная — у скоплений меньших размеров. Любая теория, пытающаяся объяснить происхождение крупномасштабной структуры Вселенной, в обязательном порядке должна решить эти две проблемы.

Современная теория формирования крупномасштабной структуры, как впрочем и отдельных галактик, носит названия «иерархическая теория».

Суть — вначале галактики были небольшие по размеру (примерно как Магеллановы облака ), но со временем они сливаются, образуя всё большие галактики.

В последнее время верность теории поставлена под вопрос.

Теория струн

Эта гипотеза в некоторой степени опровергает Большой взрыв в качестве начального момента возникновения элементов открытого космоса.

Согласно теории струн, Вселенная существовала всегда. Гипотеза описывает взаимодействие и структуру материи, где существует определенный набор частиц, которые делятся на кварки, бозоны и лептоны. Говоря простым языком, эти элементы являются основой мироздания, поскольку их размер настолько мал, что деление на другие составляющие стало невозможным.

Отличительной чертой теории о том, как образовалась Вселенная, становится утверждение о вышеупомянутых частицах, которые представляют собой ультрамикроскопические струны, которые постоянно колеблются. Поодиночке они не имеют материальной формы, являясь энергией, которая в совокупности создает все физические элементы космоса.

Примером в данной ситуации послужит огонь: глядя на него, он кажется материей, однако он неосязаем.

Хаотическая теория инфляции — теория Андрея Линде

Согласно данной теории существует некоторое скалярное поле, которое неоднородно во всем своем объеме. То есть в различных областях вселенной скалярное поле имеет разное значение. Тогда в областях, где поле слабое – ничего не происходит, в то время как области с сильных полем начинают расширяться (инфляция) за счет его энергии, образуя при этом новые вселенные.

Такой сценарий подразумевает существование множества миров, возникших неодновременно и имеющих свой набор элементарных частиц, а, следовательно, и законов природы.

Теория Ли Смолина

Эта теория достаточно известна и предполагает, что Большой Взрыв не является началом существования Вселенной, а – лишь фазовым переходом между двумя ее состояниями. Так как до Большого Взрыва Вселенная существовала в форме космологической сингулярности, близкой по своей природе к сингулярности черной дыры, Смолин предполагает, что Вселенная могла возникнуть из черной дыры.

Эволюция Вселенной

Как происходил процесс развития и эволюции Вселенной? В течение следующих миллиардов лет гравитация заставила более плотные области притягиваться. В этом процессе формировались газовые облака, звезды, галактические структуры и прочие небесные объекты.

Этот период именуют Структурной Эпохой, так как именно в этот временной отрезок зарождалась современная Вселенная. Видимое вещество распределялось на различные формирования (звезды в галактики, а те в скопления и сверхскопления).

Что было до появления Вселенной

Сложно представить время за 13,7 миллиардов лет до сегодняшнего дня, когда вся Вселенная представляла собой сингулярность. Согласно теории Большого взрыва, один из главных претендентов на роль объяснения того, откуда появилась Вселенная и вся материя в космосе — все было сжато в точку, меньшую, чем субатомная частица. Но если это еще можно принять, задумайтесь вот о чем: что же было до того, как случился Большой взрыв?

Читайте также:  Вселенная теория большого взрыва модель горячей вселенной

Этот вопрос современной космологии уходит корнями еще в четвертое столетие нашей эры. 1600 лет назад теолог Августин Блаженный как и один из лучших физиков 20 века Альберт Эйнштейн пытались понять природу до сотворения Вселенной. Они пришли к выводу , что просто не было никакого «до».

В настоящее время человеком выдвигаются различные теории.

Теория Мультивселенной

Что если наша Вселенная является потомком другой, старшей Вселенной? Некоторые астрофизики полагают, что пролить свет на эту историю поможет реликтовое излучение, оставшееся от большого взрыва.

Согласно этой теории, в первые мгновения своего существования Вселенная начала чрезвычайно быстро расширяться. Также теория объясняет температуру и плотность флуктуаций реликтового излучения и подсказывает, что эти флуктуации должны быть одинаковыми.

Но, как выяснилось, нет. Последние исследования дали понять, что Вселенная на самом деле однобока, и в некоторых областях флуктуаций больше, чем в других. Некоторые космологи считают, что это наблюдение подтверждает, что у нашей Вселенной была «мать»(!)

В теории хаотической инфляции эта идея приобретает размах: бесконечный прогресс инфляционных пузырьков порождает обилие вселенных, и каждая из них порождает еще больше инфляционных пузырьков в огромном количестве Мультивселенных.

Теория белых и черных дыр

Тем не менее, существуют модели, которыми пытаются объяснить образование сингулярности до большого взрыва. Если вы думаете о черных дырах как о гигантских мусоросборниках, они являются главными кандидатами первоначального сжатия, поэтому наша расширяющаяся Вселенная вполне может быть белой дырой — выходным отверстием черной дыры, и каждая черная дыра в нашей Вселенной может вмещать в себя отдельную вселенную.

Большой скачок

Другие ученые считают, что в основе формирования сингулярности лежит цикл под названием «большой скачок», в результате которого расширяющаяся вселенная в итоге коллапсирует сама в себя, порождая другую сингулярность, которая, опять же, порождает другой большой взрыв.

Этот процесс будет вечным, и все сингулярности и все схлопывания не будут представлять собой ничего другого, кроме как переход в другую фазу существования Вселенной.

Теория циклической Вселенной

Последнее объяснение, которое мы рассмотрим, использует идею циклической Вселенной, порожденной теорией струн. Она предполагает, что новая материя и потоки энергии появляются каждые триллионы лет, когда две мембраны или браны, лежащие за пределами наших измерений, сталкиваются между собой.

Что было до Большого взрыва? Вопрос остается открытым. Может быть, ничего. Может, другая Вселенная или другая версия нашей. Может, океан Вселенных, в каждой из которых — свой набор законов и констант, диктующих природу физической реальности.

Проблемы современных моделей рождения и эволюции Вселенной

Многие теории, касающиеся Вселенной в последнее время сталкиваются с проблемами, как теоретического, так и, что более важно, наблюдательного характера:

  1. Вопрос о форме Вселенной является важным открытым вопросом космологии. Говоря математическим языком, перед нами стоит проблема поиска трёхмерного пространственного сечения Вселенной, то есть такой фигуры, которая наилучшим образом представляет пространственный аспект Вселенной.
  2. Неизвестно, является ли Вселенная глобально пространственно плоской, то есть применимы ли законы Евклидовой геометрии на самых больших масштабах.
  3. Также неизвестно, является ли Вселенная односвязной или многосвязной. Согласно стандартной модели расширения, Вселенная не имеет пространственных границ, но может быть пространственно конечна.
  4. Существуют предположения, что Вселенная изначально родилась вращающейся. Классическим представлением о зарождении является идея об изотропности Большого взрыва, то есть о распространении энергии одинаково во все стороны. Однако появилась и получила некоторое подтверждение конкурирующая гипотеза о наличии изначального момента вращения Вселенной.

Видео

Источник

Что такое вселенная с точки зрения современной науки

    Главная
  • Список секций
  • Физика
  • Современный взгляд на Вселенную

Современный взгляд на Вселенную

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

«Попытка понять Вселенную — одна из очень немногих вещей, которые чуть приподнимают человеческую жизнь над уровнем фарса и придают ей оттенок высокой трагедии.»
Стивен Вайнберг (1933 г.р.), выдающийся физик, лауреат нобелевской премии

Вселенная точного определения не имеет, однако астрономически ее можно описать как совокупность наблюдаемых и ненаблюдаемых, материальных и нематериальных объектов, силовых полей и прочего, содержащегося в окружающем нас пространстве, включая само пространство и исключая то, что находится за его границами, если таковые существуют. Иначе говоря, Вселенная — это все, что нас окружает.

Актуальность данной темы обусловлена тем, что современная физика и астрономия развиваются очень быстрыми темпами, но относительно скоро наступит тот момент, когда люди исчерпают ресурс Земли и будут вынуждены покинуть родную планету. Для того чтобы успешно покинуть Землю, нам нужно чётко понимать, как всё устроено за её пределами. Поэтому я еще в относительно раннем возрасте решил разобраться, что же такое Вселенная.

«Земля уже изучена вдоль и поперёк, а вот Вселенная таит в себе безграничный потенциал для исследования»

Попов Иван (1997 г.р.), физик, предприниматель

Объектом данного исследования является: некоторые физические и астрономические понятия Вселенной.

Целью данного исследования является: обобщить основные избранные сведения о Вселенной.

Для достижения данной темы были поставлены следующие задачи:

Изучить справочную и научную литературу, описывающую понятие Вселенная;

Просмотреть видео-материалы на тему Вселенная;

Посетить музеи и лекции на тему космос;

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

Теоретические (анализ литературы по данной теме);

Общенаучные (личные наблюдения, опросы);

Продуктом проекта является: краткий глоссарий терминов, использующихся в проекте.

Глава 1. Что такое Вселенная?

Вселенная — не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии. Зачастую, вместо слова «Вселенная» используют синонимы «космос», «мир», «небесная сфера». История данного понятия идёт еще с Древнего мира, но по-настоящему первый значительный толчок в изучении Вселенной совершил Коперник который начал первую научную революцию ( 1543г. ) – коперниканскую революцию . Под коперниканской революцией подразумевается опровержение модели мироздания Птолемея , которая постулировала (принимала без доказательств), что Земля является центром Вселенной. Учение Коперника изменило взгляды людей (на тот момент, в основном, — учёных) не только в астрономии и естествознании, но и в методах научного исследования и познания. Также хочется добавить то, что потребовалось около двухсот лет для того, чтобы эта модель заменила модель Птолемея. Второй по величине вклад внесли Кеплер и Ньютон. Но по-настоящему революционные изменения в наших представлениях о Вселенной произошли лишь в XX веке. Вообще, понятие «Вселенная» делится на две противоположно разные сущности: умозрительную (философскую) и наблюдаемую (доступную наблюдениям). О последней, в основном, и пойдёт речь в данной работе.

По сути своей, представляя Вселенную, мы автоматически делаем её уникальной, неповторимой. Таким образом при описании Вселенной исключаются такие понятия, как масса, размер, форма. Вместо этого приходится употреблять понятия, как плотность, температура, химический состав и многие другие. О некоторых из них сейчас и пойдёт речь. Химический состав Вселенной: 75% — H (Водород), 23% — He (Гелий), 1% — O (Кислород), 0.5% — С (Углерод), а оставшиеся количество процентов делят все остальные элементы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Средняя температура реликтового фона (Реликтовый фон — равномерно заполняющее Вселенную электро-магнитное излучение, возникшее в эпоху радиационной стадии эволюции) по сути своей являющийся также средней температурой Вселенной = 2,725 K = -270,425 ° C . Плотность материи во Вселенной = 10 −29 г/см 3 , из них: тёмная энергия – 68,3%, тёмная материя – 26,8%, барионное вещество – 4,9% ( Все вещество, с которым мы имеем дело и из которого сами состоим — является барионным) . Вселенная состоит из нескольких «слоёв», которые в свою очередь образуют – крупномасштабную структуру Вселенной (Иерархию Вселенной). И на почве этого, я предлагаю установить «адрес» Земли. Итак, наша планета Земля находится в одном из наименьших слоёв Вселенной, она находится в планетарной системе, в центре которой находится центральная звезда Солнце и все остальные объекты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца. Солнечная система образовалась в следствие гравитационного сжатия примерно 4.57 миллиардов лет назад. Размер Солнечной системы колышется от 4,5 x 10 8 км до 8,25 x 10 7 км. А сама Солнечная система непосредственно находится в уже более крупном слое Вселенной — Окрестности Солнца. Окрестности Солнца – это группа ближайших к Солнцу крупных звёзд и звёздных систем таких, как Альфа Центавра, Луман, Сириус и многие другие. Размер окрестностей Солнца составляет примерно 40 световых лет (световой год – это расстояние которое свет преодолевает за 1 Земной год и равен 9 460 730 472 580,8 км). Продвигаясь дальше мы понимаем, что планета Земля находится в галактике «Млечный путь», если говорить точнее спиральной галактике. Спиральные галактики получили название из-за наблюдаемой формы. Это закрученные коллекции газа и звезд (горячие и молодые), иногда поражающие внешним видом, отличающимся от других видов галактик. Отличаются они в основном формой. Диаметр «Млечного пути» составляет 100 000 световых лет, а входят в неё огромное количество звёзд таких, как Солнце ( Ученые полагают, что общее число звезд в Млечном Пути колеблется от 100-400 миллиардов) . Млечный Путь вместе с галактикой Андромеды (М31), галактикой Треугольника (М33) и более чем 40 карликовыми галактиками-спутниками — своими и Андромеды — образуют «Местную группу галактик», размер которой достигает примерно одного мегапарсека (3 260 000 световых лет). Ну и завершит наше местонахождение — Местное сверхскопление галактик ( Сверхскопление Девы ). Всего в состав Местного сверхскопления входят как минимум 100 групп и скоплений галактик (с доминирующим сверхскоплением Девы в центре) и около 30 тысяч галактик; его масса по порядку величины 10 15 масс Солнца (2·10 45 кг ), размер которой 200 миллионов световых лет! Конечно этот список можно продолжать бесконечно, к примеру само сверхскопление Девы входит в стену Центавры, а та в свою очередь притягивается к гравитационной аномалии которая расположена на расстоянии 75 Мпк (Мегапарсеков) (мегапарсек — 1 000 000 парсек) под названием Великий аттрактор. Но мы остановимся на Местном сверхскоплении галактик. Разумно было бы предположить, что эта иерархия распространяется дальше на сколь угодно много уровней, но в 1990-е Маргарет Геллер и Джон Хукра выяснили, что на масштабах порядка 300 мегапарсеков Вселенная практически однородна и представляет собой совокупность нитевидных скоплений галактик , разделённых войдами (пустотами), в которых практически нет светящейся материи. Эти войды имеют размер порядка сотни мегапарсеков.

Читайте также:  Связь частиц во вселенной

Глава 2. Эволюция Вселенной.

2.1 Начало начал.

Зарождалось все ныне существующее из одной нулевой точки, где была сконцентрирована огромная энергия, показатели которой, такие как, к примеру, температура, давление и плотность, были невероятно высоки. Это состояние, имевшее место около 13 с половиной миллиардов лет тому назад, называется «сингулярностью». Но вот в некоторый момент происходит Большой Взрыв, а затем появляется небольшая Вселенная, чьи размеры исчисляются всего в паре микрон. Физические характеристики только что начавшего свое существование мира были малопригодны для возникновения жизни. Основные виды взаимодействия – гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное – являлись частью одной силы из-за высокой температуры, вследствие чего ни одна из уже тогда потенциально существовавших, но не материализовавшихся частиц не имела массы как таковой. Все на тот момент симметричное пространство было заполнено абсолютно идеальным газом, созданным из все еще тогда виртуальных частиц. Впоследствии симметрия нарушается, а гравитация отделяется от других сил взаимодействия. Примерно тогда первые частицы – бозоны – обретают массу, но затем почти сразу распадаются на кварки, нейтрино, электроны, мюоны и т.п.. Появляется ядерное взаимодействие. Вселенная по размеру достигает отметки 10 сантиметров.

2.2 Развитие.
Вселенная продолжает остывать. Ее температура доходит почти до отметки 10 15 К, а размеры становятся действительно внушительными — до миллиарда километров. Происходит еще одно нарушение симметрии, и, как следствие, все четыре вида взаимодействия становятся отдельными силами. Термодинамическое равновесие бозонов нарушилось, а те частицы, что раньше не имели своей массы, обрели ее. Вселенная продолжает расширяться, а ее температура и уровень энергии – падать. Появляются стабильные барионы (нейтроны, протоны), что формируются из кварков и образуют барионную материю, то есть ту, из которой состоим мы и почти все, что нас окружает. Продолжается образование фотонов за счет аннигиляции. На данный момент эти частицы достаточно сильно остыли (до 2.7К) и являются частью микроволнового фона в космосе — реликтового излучения, что было обнаружено учеными — в 1964 году. На этом примерно и заканчивается первая секунда существования Вселенной .

2.3 После первой секунды.
Плотность частиц значительно снижается, и, как следствие, частота взаимодействий с нейтрино снижается, а термодинамическое равновесие последней с другими становится невозможным. Так как частицу нейтрино очень сложно зафиксировать современным исследовательским оборудованием, нейтринное реликтовое излучение так и не было обнаружено. Позитроны и электроны перестают постоянно образовываться. Вселенная становится полностью электрически нейтральной.

Спустя сто секунд после Взрыва начинают появляться первые химические элементы с легкими ядрами (водород, литий, гелий) благодаря слиянию нейтронов и протонов. Лишние частицы распадаются. Так проходит первичный нуклеосинтез.

2.4 300 000 лет спустя.

Температура падает до 10 000 К. Размеры Вселенной превышают отметку в десятки миллионов световых лет в диаметре. У ядер появляются электронные оболочки. Примерно в это же время начинает свою историю такое явление, как реликтовое излучение. Пространство наконец-то стало видимым, не прозрачным, как это было вначале. Гравитация начинает стягивать материю. Все это и многое другое способствует появлению первых звезд, а затем и галактик.

Есть несколько основных сценариев, по которым будет происходить дальнейшая эволюция Вселенной. Естественно, процесс расширения будет происходить и дальше, поэтому если он будет достаточно равномерен, то энергия рано или поздно будет исчерпана, что, согласно предсказаниям ученых, приведет к тепловой смерти. Другой вариант – Большой Разрыв, то есть распад всего, что уже было создано в результате Большого Взрыва. Это произойдет при ускорении расширения Вселенной. Также есть сценарий, предполагающий так называемое Большое Сжатие, которое произойдет, если расширение замедлится, а затем и вовсе сойдет на нет (под действием гравитвцинных сил).

Глава 3. Сингулярность.

Говоря о понятии «Сингулярность» мы понимаем, что сингулярность в каждой науке, имеет разные значения. К примеру в математике сингулярность — точка, в которой математическая функция стремится к бесконечности или имеет какие-либо иные нерегулярности поведения. Но нас в работе будет интересовать космологическая сингулярность — состояние Вселенной в начальный момент Большого взрыва, характеризующееся бесконечной плотностью и температурой вещества. Другими словами это точка, объём которой бесконечно мал и стремится к нулю, а плотность и температура стремятся к бесконечности. Возможность возникновения этой сингулярности при продолжении назад во времени любого решения Общей Теорией Относительности, описывающего динамику расширения Вселенной, была строго доказана в 1967 году Стивеном Хокингом. Проблема существования космологической сингулярности является одной из наиболее серьёзных проблем физической космологии. Дело в том, что никакие наши сведения о том, что произошло после Большого Взрыва, не могут дать нам никакой информации о том, что происходило до этого. Также нет объяснений тому, как работают законы физики в Сингулярности. По утверждениям космологов, в Сингулярности законы физики теряют свою силу, однако вполне возможно, что привычные законы в данном случае просто не пременимы, также как и не пременимы законы классической механики к миру квантовых частиц. Так что фраза Ивана Попова актуальна и в изучении Сингулярности.

Читайте также:  Что хочет вселенная джозеф мерфи

Глава 4. Чёрные дыры.

Чёрная дыра – область пространства, в которой гравитационное притяжение настолько сильно, что ни вещество, ни излучение не могут эту область покинуть. Для находящихся там тел вторая космическая скорость (скорость убегания) должна была бы превышать скорость света, что невозможно, поскольку ни вещество, ни излучение не могут двигаться быстрее света. Поэтому из черной дыры ничто не может вылететь. Границу области, за которую не выходит свет, называют «горизонтом событий», или просто «горизонтом» черной дыры.

Стоит также добавить, что для изчуения на практике чёрных дыр в лабаратории, нужно сжать выбранное тело до гравитационного радиуса (для того чтобы поле тяготения смогло «запереть» излучение), но зачастую это бывает сделать проблематично, так как к примеру гравитвционный радиус Солнца 3 км, а её первоночальный размер 1 391 016 км. Так чтобы тело любой разумной массы (даже в миллионы тонн) стало черной дырой, его нужно сжать до размера, меньшего, чем размер протона или нейтрона, поэтому свойства черных дыр пока изучаются только теоретически.

Однако расчеты показывают, что тела астрономического масштаба (например, массивные звезды) после истощения в них термоядерного топлива могут под действием собственного тяготения сжиматься до размера своего гравитационного радиуса. Поиск таких объектов ведется уже более 40 лет, и сейчас можно с большой уверенностью указать несколько весьма вероятных кандидатов в черные дыры с массами от единиц до миллиардов масс Солнца. Однако их изучение затруднено огромными расстояниями от Земли. И хотя сам факт существования черных дыр уже трудно подвергать сомнению (в связи с недавним экпериментальным подтверждением о существовании гравитационных волн), практическое изучение их свойств еще впереди.

Глава 5. Альтернативные версии Вселенной.

Во все времена космологов, астрономов, теоритических физиков да и просто фантастов всегда мучал вопрос как выглядит Вселенная. Постоянно появляются новые версии вселенной, но как я уже ранее вам сказал, общепринятая версия Вселенной – Теория большого взрыва, и этой версией я пользовался в работе. Но всё же не стоит забывать и о других версиях, о них я сейчас вам и расскажу.

5.1 Теория стационарной Вселенной.

Эта теория была создана двумя известными британскими космологами: Фрейдом Хойлом и Германом Бонди. Эта теория имела нибольшую популярность в 1950-х – 1960-х годах, но после выхода Теории большого взрыва от Стационарной вселенной «отреклись» многие её «соратники», а в наши дни преверженцев этой теории практически нет. Согласно этой модели, по мере расширения Вселенной между разлетающимися галактиками постоянно создаётся новая материя и таким образом космологический принцип соблюдается не только в пространстве, но и во времени. В следствие этого Вселенная существовала всегда в неизменном положении.

5.2 Циклическая модель.

Эта теория не отрицает Теорию большого взрыва, а утверждает что было много последовательных больших взрывов. Между двумя большими взрывами, был большой хлопок, таким образом Вселенная расширялась до предела, а потом сжималась. В 1930-х годах некоторые физики, включая и Альберта Эйнштейна, предполагалали модель циклической Вселенной как альтернативу вечному расширению (гипотезе тепловой смерти ). Однако работа Ричарда Толмана, вышедшая в 1934 году, показала несостоятельность модели.

5.3 Теория струн (М теория).

В этой теории есть огромное колличество ответвлений (дуальностей), но в целом идея состоит в том, что Вселенная может постоянно воспроизводить себя. Преверженцы этой теории пологают, что наша Вселенная возникла в результате квантовых колебаний в предшествуйщей Вселенной. Поэтому вполне вероятно, что в какой-то момент времени и в нашей Вселенной может возникнуть, по каким-то причинам, новые колебания и появится всё новые и новые Вселенные. В 1970 году Йоитиро Намбу, Тэцуо Гото, Холгер Бех Нильсен и Леонард Сасскинд выдвинули данную идею.

Глава 6. Эдвин Хабл.

Эдвин Пауэлл Хаббл , американский астроном, родился 20 ноября 1889 г. в городе Маршфилд, штат Миссури, в семье страхового управляющего. Он ещё с раннего детства увлекался астрономией, если говорить точнее с 8 лет, с момента появления его первого телескопа. В 1918 году во время работы над докторской диссертацией , получил предложение о работе всей его жизни (место в обсервотории Маунт-Вилсон в Калифорнии). Но то были не лучшие времена для спокойной работы. Соединёные штаты вступили в первую мировую войну и Хаббла призвали в армию. В 1919 году майор Хаббл вернулся в Америку и сразу же приступил к работе в обсервотории. Но лично меня интересовала не его биография, а непосредственно его научные открытия. Так вот уже в 1923 году Хаббл совершил своё первое важное открытие, – измеряя растояние до пульсирующих звёзд, он обнаружил, что они находятся в галактиках, вне пределов нашей галактики. В то время преоблодающей точкой зрения была та, согласно которой вся Вселенная состояла из одного Млечного пути. Открытие Хаббла показало, что наша галактика всего лишь одна из многих, и изменило человеческие представления о нашем месте во Вселенной. Стоит также отметить, что та классификация галактик (спиральные галактики, неправильные галактики и т.д.), которую мы сейчас используем, была впервые введена Эдвином Хабблом. Но наиболее выдоющееся открытие было совершено Хабблом в 1929 году, когда он определил, что свет который мы принимаем от галактик, тем краснее, чем дальше они от нас находятся. В связи с этим, он сделал вывод о том, что чем дальше находится галактика, тем быстрее она удаляется. Эта зависимость – закон Хаббла, открытая при помощи наблюдений, перевернула привычный взгляд на Вселенную, как на нечто статичное, и продемонстрировало, что сама Вселенная расширяется, дав первое доказательство теории Большого взрыва. Дальнейшую свою карьеру Хаббл пытался доказать Нобелевскому комитету, что астрономия может считаться областью физической науки. В 1953 году комитет наконец-то добавил астрономию, как дисциплину, в которой можно было бы получить Нобелевскую премию по физике, но Хаббл уже об этом не узнал, поскольку умер за несколько месяцев до этого события. 30 лет спустя Nasa совместно с Европейским космическим агентством назвали свой новый космичсекий телескоп именем Эдвина Хаббла – это был очевидный выбор названия для новой обсервотории. Эдвин Хаббл изменил человеческое восприятие Вселенной и наше место в ней. Дух его открытий продолжает жить и сегодня, в космическом телескопе имени Хаббла.

В процессе работы цель была достигнута, задачи выполнены. Погрузившись в глубже в мир астрофизики я узнал много нового о нашей бескрайний Вселенной и понял что изучил лишь малую часть того, что меня ждёт впереди.

Наши дни с полным основанием называют золотым веком астрофизики — замечательные и чаще всего неожиданные открытия в мире звезд следуют сейчас одно за другим. Солнечная система стала последнее время предметом прямых экспериментальных, а не только наблюдательных исследований. Полеты межпланетных космических станций, орбитальных лабораторий, экспедиции на Луну принесли множество новых конкретных знаний о Земле, околоземном пространстве, планетах, Солнце.

Изучение Вселенной, даже только известной нам её части является грандиозной задачей. Чтобы получить те сведения, которыми располагают современные ученые, понадобились труды множества поколений.

Стивен Хокинг «О Вселенной двух словах. Краеугольные камни и острые углы науки о макрокосмосе»

Брайн Грин «Ткань космоса. Пространство, время и текстура реальности»

https :// ru . wikipedia . org / wiki /% D 0% A 2% D 0% B 5% D 0% BE % D 1%80% D 0% B 8% D 1%8 F _% D 1%81% D 1%82% D 1%80% D 1%83% D 0% BD

Источник