Модель горячей Вселенной
Моде́ль горя́чей Вселе́нной — космологическая модель, в которой эволюция Вселенной начинается с состояния плотной горячей плазмы, состоящей из элементарных частиц, и протекает при дальнейшем адиабатическом космологическом расширении.
Впервые модель горячей вселенной рассматривалась в 1947 году Г. А. Гамовым. Наиболее существенное наблюдательное предсказание, вытекающее из модели горячей Вселенной — наличие реликтового излучения со спектром, очень близким к спектру абсолютно чёрного тела, возникшего в момент рекомбинации ионов (в основном, водорода и гелия) и электронов в нейтральные атомы.
Возникновение крупномасштабной структуры Вселенной в рамках модели происходит вследствие роста начальных неоднородностей из-за гравитационной неустойчивости. Основной проблемой модели горячей Вселенной в этом аспекте является начальный спектр неоднородностей, который в ней не объясняется, а постулируется либо берётся из измерений. Естественные же предположения о его форме (пуассоновское распределение) предсказывают возникновение на ранних стадиях масштабных неоднородностей [источник не указан 1104 дня] и, соответственно, существенной анизотропии реликтового излучения, что противоречит наблюдаемым данным.
Происхождение элементарных частиц в модели горячей Вселенной с конца 1970-х годов описывают с помощью спонтанного нарушения симметрии. Многие недостатки модели горячей вселенной были решены в 1980-х годах в результате построения инфляционной модели вселенной.
Также важно отметить независимость данной теории от наличия или отсутствия Большого взрыва — вне зависимости от существования начальной космологической сингулярности, которую должна описать квантовая теория гравитации, состояние горячей плазмы, описываемое моделью горячей Вселенной и приводящее к современной наблюдаемой космологической картине, не меняется (помимо самых близких к сингулярности моментов). В то же время после открытия и измерения анизотропии реликтового излучения модель горячей Вселенной считается настолько хорошо подтверждённой наблюдениями, что произошло смешение понятий, и часто, когда говорят о Большом взрыве, на самом деле имеют в виду именно её.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое «Модель горячей Вселенной» в других словарях:
Теория горячей Вселенной — современная теория физических процессов в расширяющейся Вселенной, согласно которой в прошлом Вселенная имела значительно б?льшую, чем сейчас, плотность вещества и очень высокую температуру. Первоначально теория была предложена в 1948 Г. Гамовым… … Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов
Гипотеза (модель) Гамова горячей Вселенной — гипотеза Георгия Гамова о физических процессах во Вселенной, согласно которой в далеком прошлом, в моменты, предшествующие возникновению Вселенной в результате «большого взрыва», Вселенная имела значительно большую, чем сейчас, плотность материи… … Начала современного естествознания
Модель Вселенной — современная Основные качественные выводы, следующие из анализа фридмановской модели (см. Модели Вселенной): Вселенная нестационарна (она расширяется), плотности энергии вещества, и излучения монотонно падают с течением времени; в прошлом… … Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов
Инфляционная модель Вселенной — Космология Изучаемые объекты и процессы … Википедия
История развития представлений о Вселенной — С ранних времен человек задумывался об устройстве окружающего его мира как единого целого. И в каждой культуре оно понималось и представлялось по разному. Так, в Вавилоне жизнь на Земле тесно связывали с движением звезд , а в Китае идеи гармонии… … Википедия
Тонкая настройка Вселенной — Проверить нейтральность. На странице обсуждения должны быть подробности … Википедия
Вселенная — Крупномасштабная структура Вселенной как она выглядит в инфракрасных лучах с длиной волны 2,2 мкм 1 600 000 галактик, зарегистри … Википедия
КОСМОЛОГИЯ — (от греч. kosmos мир, Вселенная и logos слово, учение), учение о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астр. наблюдениями области Вселенной (Метагалактике) как части целого; раздел астрономии. Выводы К. основываются на законах физики и… … Физическая энциклопедия
Большой взрыв — У этого термина существуют и другие значения, см. Большой взрыв (значения). Запрос «Теория большого взрыва» перенаправляется сюда; о телесериале с таким названием см. Теория большого взрыва (телесериал). Космология … Википедия
Космическая инфляция — Космология Возраст Вселенной Большой взрыв Содвижущееся расстояние Реликтовое излучение Космологическое уравнение состояния Тёмная энергия Скрытая масса Вселенная Фридмана Космологический принцип Космологические модели Формирование галактик … Википедия
Источник
Модель горячей Вселенной
- Моде́ль горя́чей Вселе́нной — космологическая модель, в которой эволюция Вселенной начинается с состояния плотной горячей плазмы, состоящей из элементарных частиц, и протекает при дальнейшем адиабатическом космологическом расширении.
Впервые модель горячей Вселенной была предложена в 1947 году Г. А. Гамовым. Наиболее существенное наблюдательное предсказание, вытекающее из модели горячей Вселенной — наличие реликтового излучения со спектром, очень близким к спектру абсолютно чёрного тела с температурой около 2,7 кельвина, возникшего в момент рекомбинации ионов (в основном, водорода и гелия) и электронов в нейтральные атомы. Это убедительно доказали показания прибора FIRAS.
Возникновение крупномасштабной структуры Вселенной в рамках модели происходит вследствие роста начальных неоднородностей из-за гравитационной неустойчивости. Основной проблемой модели горячей Вселенной в этом аспекте является начальный спектр неоднородностей, который в ней не объясняется, а постулируется, либо берётся из измерений. Естественные же предположения о его форме (пуассоновское распределение) предсказывают возникновение на ранних стадиях масштабных неоднородностей и, соответственно, существенной анизотропии реликтового излучения, что противоречит наблюдаемым данным.
Происхождение элементарных частиц в модели горячей Вселенной с конца 1970-х годов описывают с помощью спонтанного нарушения симметрии. Многие недостатки модели горячей Вселенной были решены в 1980-х годах в результате построения инфляционной модели Вселенной.
Также важно отметить независимость данной теории от наличия или отсутствия Большого взрыва — вне зависимости от существования начальной космологической сингулярности, которую должна описать квантовая теория гравитации, состояние горячей плазмы, описываемое моделью горячей Вселенной и приводящее к современной наблюдаемой космологической картине, не меняется (помимо самых близких к сингулярности моментов). В то же время после открытия и измерения анизотропии реликтового излучения модель горячей Вселенной считается настолько хорошо подтверждённой наблюдениями, что произошло смешение понятий, и часто, когда говорят о Большом взрыве, на самом деле имеют в виду именно её.
До открытия реликтового излучения модель горячей Вселенной была лишь гипотезой и тогда Я. Б. Зельдович пропагандировал модель холодной Вселенной.
Связанные понятия
ΛCDM (читается «Лямбда-СиДиЭм») — сокращение от Lambda-Cold Dark Matter, современная стандартная космологическая модель, в которой пространственно-плоская Вселенная заполнена, помимо обычной барионной материи, тёмной энергией (описываемой космологической постоянной Λ в уравнениях Эйнштейна) и холодной тёмной материей (англ. Cold Dark Matter). Согласно этой модели возраст Вселенной равен 13,75 ± 0,11 миллиардов лет.
В астрономии и космологии темная жидкость является альтернативой теории как темной материи, так и темной энергии и пытается объяснить оба явления в единой структуре.Темная жидкость предполагает, что темная материя и темная энергия не являются отдельными физическими явлениями, как считалось ранее, и не имеют отдельного происхождения, но они тесно связаны друг с другом и могут рассматриваться как две грани одной жидкости. В галактических масштабах темная жидкость ведет себя как темная материя, а в.
Источник
Теория Большого взрыва (модель горячей Вселенной)
Вы будете перенаправлены на Автор24
Теоретические основания Большого взрыва
Теория большого взрыва – это одна из тех теорий, которые пытаются объяснить историю рождения Вселенной, выявить закономерности ее существования, изучить процесс эволюции Вселенной.
Рисунок 1. Теория большого взрыва. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Вопрос о том, было ли что-нибудь до момента появления Вселенной, является вечным метафизическим вопросом, который задается учеными и в сегодняшней науке. Рождение и развитие Вселенной во все времена были предметом споров, гипотез и теорий. Согласно церковной трактовке, все, что нас окружает, было создано Богом. Научный мир придерживался гипотезы о статичности мироздания, предложенной Аристотелем. Этой же модели Вселенной придерживался Исаак Ньютон, который считал Вселенную безграничной и постоянной. Кант в своих трудах развивал эту теорию. Но в 1929 году американский астроном Э. Хаббл обнаружил наличие множества галактик и доказал, что Вселенная непрерывно расширяется. Этим Хаббл кардинально изменил представления ученых о Вселенной.
Помощь со студенческой работой на тему
Теория Большого взрыва (модель горячей Вселенной)
Однако, выводы о допустимом расширении Вселенной впервые сделал советский ученый А. А. Фридман в 1922 году. Он предположил, что начало всей материи было в одной плотной точке, а развитие всему дал Большой взрыв. Позже, Э. Хаббл объяснил подчинение лучевой скорости расстоянию. Этот вывод получил название закон Хаббла.
Опираясь на теорию Фридмана о Большом взрыве, Г. А. Гамов разработал гипотезу о высокой температуре первоначального вещества и сделал предположение о существовании космического излучения, которое с расширением и остыванием мира не исчезло. По предварительным расчетам Гамова, возможная температура остаточного излучения находилась в промежутке 1-10К. чуть позже точные расчеты, сделанные им же, показали, что температура остаточного излучения равна 3 К. позже эти расчеты были подтверждены радиоастрономами из Америки, которые определили параметры космического излучения, и температура оказалось равной 3 К. таким образом, существование реликтового излучения было подтверждено, а измерения космического фона, которые были проведены в открытом космосе позже, окончательно убедили в правильности расчетов Гамова.
Теория Большого взрыва является одной из моделей, которые объясняют появление Вселенной и процессы ее развития. Согласно общепринятой версии, изначально существовала космическая сингулярность.
Космическая сингулярность – это такое состояние, которое обладает бесконечной плотностью и температурой.
Ученые – физики разработали теоретическую идею о том, что Вселенная произошла из имевшей высокую степень плотности и температуры точки. После Большого взрыва материя Космоса и его пространство стали расширятся. Процесс расширения был непрекращающимся, а также происходило стабильное охлаждение пространства. Последние исследования показали, что начало мироздания произошло не менее 13,7 миллиардов лет назад.
Начало формирования Вселенной
Планковская эпоха – это первый этап формирования Вселенной, которая допускается теоретическими физическими идеями. Формирование Планковской эпохи стало возможным в течение 10-43 секунд после Большого взрыва. На тот момент температура материи составляла 1032 К, а ее плотность была равна 1093 г/см3. В этот период гравитация отделилась от фундаментальных взаимодействий и обрела самостоятельность. Постоянное, непрерывное расширение и происходящее при этом снижение температуры, привели к фазовому переходу элементарных частиц.
Еще спустя 10-35 секунд наступил второй период, который характеризуется показательным расширением Вселенной, этот период получил название «Космической инфляции». В этот момент произошло скачкообразное расширение, которое во много раз превышало обычное. Именно период космической инфляции позволил найти ответ на вопрос о том, почему температура во всех точках Вселенной является одинаковой: вещество после того, как произошел Большой взрыв, по Вселенной разлетелось не сразу, а в течение 10-35 секунд еще оставалось компактным и в нем установилось тепловое равновесие, которое при инфляционном расширении не оказалось разрушенным. В этом периоде сформировался базовый материал для формирования нейтронов и протонов – кварк-глюонная плазма.
Процесс образования кварк-глюонной плазмы произошел после дальнейшего снижения температуры. Этот процесс получил название «бариогенезис».
В процессе зарождения материи происходило одновременно формирование антиматерии. Два противоположных вещества аннигилировали, становясь излучением, однако количество частиц было большим и превалировало, что позволило возникнуть Вселенной.
Следующий фазовый переход произошел после снижения температуры, и привел к появлению известных науке элементарных частиц. Вслед за этим пришедшая эпоха, получившая название эпохи «нуклеосинтеза», примечательна объединением протонов в легкие изотопы. Первые ядра, образованные в этот момент, обладали коротким сроком существования и при столкновениях с другими частицами неизбежно распадались. После трех минут с момента сотворения мира возникли более устойчивые элементы.
Доминирование гравитации над другими имеющимися силами ознаменовало новый этап эволюции Вселенной. Спустя 380 тысяч лет с момента Большого взрыва образовался атом водорода. Возрастание влияния гравитационной силы явилось завершающим этапом начального периода формирования Вселенной. В этот период начался процесс формирования первых звездных систем.
Существование реликтового излучения сохраняется даже спустя 14 миллиардов лет. Существование реликтового излучения вместе с красным смещением является аргументом для доказательства состоятельности теории Большого взрыва.
Прогноз будущего развития Вселенной
Существует два варианта развития Вселенной, рассматриваемых учеными:
- Первый вариант – расширение Вселенной будет продолжаться бесконечно.
- Второй вариант – расширение достигнет критической точки и начнется процесс сжатия.
Это зависит от величины средней плотности вещества, находящейся в составе материи: сели значение меньше критического, то прогноз будет благоприятным, если больше – Вселенная вернется к начальному сингулярному состоянию. В настоящее время наука не установила точное значение этого параметра, и вопрос о будущем Вселенной не имеет ответа.
Источник
Модель горячей Вселенной
Из Википедии — свободной энциклопедии
Моде́ль горя́чей Вселе́нной — космологическая модель, в которой эволюция Вселенной начинается с состояния плотной горячей плазмы, состоящей из элементарных частиц, и протекает при дальнейшем адиабатическом космологическом расширении.
Впервые модель горячей Вселенной была предложена в 1947 году Г. А. Гамовым. Наиболее существенное наблюдательное предсказание, вытекающее из модели горячей Вселенной — наличие реликтового излучения со спектром, очень близким к спектру абсолютно чёрного тела с температурой около 2,7 кельвина [1] , возникшего в момент рекомбинации ионов (в основном, водорода и гелия) и электронов в нейтральные атомы. Это убедительно доказали показания прибора FIRAS [2] .
Возникновение крупномасштабной структуры Вселенной в рамках модели происходит вследствие роста начальных неоднородностей из-за гравитационной неустойчивости. Основной проблемой модели горячей Вселенной в этом аспекте является начальный спектр неоднородностей, который в ней не объясняется, а постулируется, либо берётся из измерений. Естественные же предположения о его форме (пуассоновское распределение) предсказывают возникновение на ранних стадиях масштабных неоднородностей [ источник не указан 4222 дня ] и, соответственно, существенной анизотропии реликтового излучения, что противоречит наблюдаемым данным.
Происхождение элементарных частиц в модели горячей Вселенной с конца 1970-х годов описывают с помощью спонтанного нарушения симметрии. Многие недостатки модели горячей Вселенной были решены в 1980-х годах в результате построения инфляционной модели Вселенной.
Также важно отметить независимость данной теории от наличия или отсутствия Большого взрыва — вне зависимости от существования начальной космологической сингулярности, которую должна описать квантовая теория гравитации, состояние горячей плазмы, описываемое моделью горячей Вселенной и приводящее к современной наблюдаемой космологической картине, не меняется (помимо самых близких к сингулярности моментов). В то же время после открытия и измерения анизотропии реликтового излучения модель горячей Вселенной считается настолько хорошо подтверждённой наблюдениями, что произошло смешение понятий, и часто, когда говорят о Большом взрыве, на самом деле имеют в виду именно её.
До открытия реликтового излучения модель горячей Вселенной была лишь гипотезой и тогда Я. Б. Зельдович пропагандировал модель холодной Вселенной [3] .
Источник