Теория развития вселенной космология космогония космонавтика астронавтика

Вы все еще верите в черные дыры и Большой Взрыв?

Разделы страницы об образовании и развитии Вселенной, звездных и планетных систем:

• Вселенная в цифрах
• Космогенез и космохронология
• Теоретическая космология
• Новости по изучению космических структур и общекосмических явлений

Вселенная в цифрах

Космические константы

Количество космических суперобъектов

Только одна наша Галактика — Млечный Путь, включает в себя до 300-400 миллиардов звезд, большинство из которых более заметны и более крупные, чем Солнце. Размеры нашей Галактики составляют в диаметре до 100 тысяч световых лет, но по меркам Вселенной — это пылинка. К примеру, ближайшая к нам галактика Туманность Андромеды включает в себя более триллиона звезд [в 3 раза больше] и имеет диаметр до 270 тысяч световых лет.

Всего же в видимой части Вселенной насчитывается до 1,6-1,9 миллионов галактик! Диаметр Вселенной — 93 миллиарда световых лет, а наиболее удаленный от Земли объект, который удалось засечь [квазар ?], находится от нас на расстоянии 14 миллиардов световых лет.

Космогенез и космохронология

Происхождение Вселенной

Концепция Большого отскока является одной из моделей циклического развития Вселенной, в результате которого периоды ее сжатия и расширения сменяют друг друга. Гипотеза отскока была предложена около ста лет назад, но не предлагала механизм, описывающий переход от состояния сжатия к расширению. Физики-теоретики из Великобритании и Канады на модельном примере обошли это затруднение, показав, что эволюция мира из одного состояния (например, сжатия) в другое (расширение) напоминает квантовомеханическое туннелирование — преодоление частицей потенциального барьера, когда ее энергии для этого недостаточно. Явление носит квантовый характер и невозможно в классической физике.

В дальнейшем физики планируют изучить эволюцию Вселенной, содержащей возмущения [от других Вселенных?], приводящие к появлению в ней крупномасштабных структур — скоплений галактик.

Космохронология

Хронология эволюции Вселенной по данным современной науки:

1. Гипотетический Большой Взрыв (БВ) 13 730 012 012 лет назад. Возникновение Вселенной, какой мы ее видим. До того материя существовала в иных формах, которые наука пока не может описать.
2. 10 000 лет после БВ – начало эры вещества. Вещество доминирует над излучением.
3. 300 000 – разделение вещества и излучения. Вселенная становится прозрачной для излучения.
4. 380 000 – Вселенная заполнена водородом и гелием, реликтовым излучением, излучением атомарного водорода на волне 21 см.
5. 150 000 000 – начало возникновения первых звезд. [Первое поколение звёзд появилось примерно на 7 млрд 700 млн. лет раньше второго. Могли ли у них сформироваться планетные системы, на которых могла бы зарождаться жизнь и разум.]
6. 1 660 000 000 – появление наиболее древних звездных шаровых скоплений.
7. 2 878 000 000 – появление галактических скоплений.
8. 3 893 000 000 – появление самых древних звезд нашей Галактики.
9. 4 834 000 000 – появление квазаров.
10. 7 843 000 000 – появление второго поколения звезд.
11. 9 140 000 000 – возгорание Солнце. Вслед за этим в течение нескольких десятков миллионов лет 41 формируется Солнечная система.

Теоретическая космология

Структура космоса (статьи о мироздании)

Космические струны (cosmic string) — это невероятно протяжённые дефекты пространства-времени практически нулевой толщины. Гипотетически они родились в первые мгновения после Большого взрыва. Условно их можно представить как трещины, возникшие при неравномерном охлаждении материала. По теории космические струны давно распались за счёт излучения гравитационных волн. Но перед этим струны сформировали магнитные поля в проводящей плазме ранней Вселенной. По мере её расширения такие поля растягивались до масштаба в гигапарсеки и могли влиять на пространственную ориентацию зарождающихся галактик и квазаров.

• В.Е. Еремеев. Чертеж антропокосма [о мироздании]. Глава 7 (7.1. Комментарии; 7.2. “Се Человек”; 7.3. Лестница в небо; 7.4. Конструктор универсальный бинарный; 7.5. Семиотический гексагон)

Новости по изучению космических структур и общекосмических явлений

Анализ звездного света из более чем 220 тысяч галактик [!] показал, что космос в последние 2 миллиарда лет только терял яркость. Старые звезды гаснут скорее, чем зарождаются новые, которые должны бы приходить на замену [Вселенная остывает — или это только у нас на районе?].

Новости о необычных явлениях дальнего космоса

Впервые о существовании таинственных вспышек радиоизлучения (fast radio-burst, FRB) астрономы заговорили в 2007 году, когда они были случайно открыты во время наблюдений за радиопульсарами при помощи телескопа Паркс (Австралия). Была зафиксирована серия быстрых радиоимпульсов нового типа от какого-то далекого необычного объекта чудовищной мощности, возможно, молодой вращающейся нейтронной звезды. Об этом говорится в пресс-релизе университета Макгилла и статье в Nature. С момента открытия ученые зафиксировали всего 17 таких быстрых радиоимпульсов. Это мощнейшие вспышки в радиодиапазоне, длящиеся миллисекунды.

Быстрые радиовсплески – это высокоэнергетические астрофизические явления, которые проявляются в виде кратковременных (обычно только нескольких миллисекунд) радиоимпульсов. Точное происхождение этих радиовсплесков не установлено, но некоторые ученые полагают, что они могут исходить от черных дыр или от сверхразумной внеземной цивилизации.

Объект FRB 121102, расположенный в карликовой галактике на расстоянии около трех миллиардов световых лет от Земли, был впервые обнаружен в ноябре 2012 г. Три года спустя, в 2015 г., астрономы зафиксировали исходящие от него быстрые радиовсплески. В конце августа 2017 года сигналы снова повторились, и всего было обнаружено 15 высокочастотных быстрых радиовсплесков.

• Повторяющиеся быстрые радиоимпульсы приходят из-за пределов Млечного пути. Есть даже мнение об их искусственном происхождении.
• Астрономы подтвердили внеземную сущность «радиосигналов пришельцев». Загадочные сверхбыстрые радиовспышки, природа которых остается загадкой для астрономов, возникают, вероятно, за пределами нашей Галактики.

Источник

Космология: эволюция и происхождение Вселенной

Космология — это такой раздел астрономии. Возможно именно тот, который вызывает у человека наибольший взрыв мозга из-за затронутых в нем тем. Здесь рассматриваются вопросы, на которые пока трудно ответить. Эти проблемы, как однажды сказал Карл Саган, когда-то рассматривались лишь в мифах и религиозных текстах…

Космология полна загадок

Космология изучает происхождение и эволюцию Вселенной. От Большого взрыва до настоящего времени. А также пытается заглянуть в далекое будущее. Космологи изучают свойства Вселенной в самых широких масштабах. И это далеко не простая задача. Попытки найти ответы на вопросы о судьбе Вселенной, или ее происхождения, отнюдь не являются второстепенными проблемами.

Космологи изучают самые разнообразные и сложные понятия. От теории струн до темной энергии и темной материи. И даже гипотезы о том, что мы, на самом деле, живем в Мультивселенной. Или, если быть точнее, в одной из вселенных, из которых она состоит. В отличие от других разделов астрономии, в космологии объектом исследования является не какая-то конкретная часть Вселенной. И не звезды или галактики. Сама Вселенная изучается этой наукой как единое целое.

Ученые, которые посвятили всю свою жизнь космологии, постоянно сталкиваются со всевозможными серьезными вопросами. Какое будущее ждет нашу Вселенную? Что было до Большого взрыва? Какова форма Вселенной? Размышления на эти темы могут запросто вызвать небольшие завихрения в мозгу.🤓

История космологии

Наше понимание Вселенной с течением времени сильно менялось. На заре развития астрономии люди верили, что Земля является центром всего космоса. И именно вокруг нее вращаются все планеты и звезды. Только в начале XVI века Николай Коперник предположил, что это вовсе не так. Он первым понял, что Земля и другие планеты Солнечной системы, на самом деле, вращаются вокруг Солнца. Это вызвало глубокие изменения в нашем представлении о том, что такое космос.

В 17 веке Исаак Ньютон рассчитал, как взаимодействуют гравитационные силы. А на заре 20 века мы сделали еще один шаг вперед. Великий Альберт Эйнштейн предложил объединить пространство и время. Сегодня мы называем это общей теорией относительности.

В начале прошлого века ученые часто задавались вопросом, является ли Млечный Путь всей Вселенной? Или это лишь его малая часть?

Эдвин Хаббл первым рассчитал расстояние до галактики Андромеда. Таким образом он определил, что она находится за пределами Млечного Пути.

Итак, вдруг выяснилось, что наша Галактика является всего лишь крошечной каплей в гигантском океане Вселенной. Используя общую теорию относительности, Эдвин Хаббл смог измерить расстояния и до других галактик. Ученый с удивлением узнал, что почти все они удаляются от нас. После этого открытия стало ясно, что Вселенная не статична. И она постоянно расширяется.

Вопросы и ответы

Космология, несмотря на всю свою сложность, уже смогла найти ответы на некоторые глобальные ответы. Да, они, наверное, не настолько исчерпывающие, как хотелось бы. Однако лучше что-то, чем ничего.

Один из наиболее распространенных из подобных вопросов звучит так: где произошел Большой взрыв? И на него, наверное, дан самый сложный ответ. Он таков: Большой взрыв произошел не в какой-то определенной точке Вселенной. Он произошел сразу и везде. Потому что, в конце концов, именно в этот момент появились пространство и время. Во Вселенной нет места, на которое мы могли бы указать и сказать «здесь произошел Большой взрыв!».

Но если все галактики удаляются от нас, возникает вопрос — не означает ли это, что мы находимся в центре Вселенной? Ответ на него довольно прост. Если бы мы оказались в какой-то другой галактике, то увидели бы тот же эффект. В некотором смысле это похоже на представление Вселенной в виде гигантского воздушного шара. Если вы отметите на нем несколько точек, и начнете его надувать, все точки будут равномерно удаляться от остальных. Хотя ни одна из них и не находится в условном центре поверхности шара.

Самые большие вопросы космологии

Но, возможно, два самых головокружительных вопроса космологии касаются возраста Вселенной и ее будущего. Космическая обсерватория Планк помогла ученым установить, что возраст Вселенной — примерно 13,8 миллиарда лет. С погрешностью плюс-минус 100 миллионов лет. Планк помог выполнить подобные расчеты после наблюдения за небольшими перепадами температур в фоновом излучении.

Но каково будущее нашей Вселенной? Наступит ли когда-нибудь конец ее существованию? Ученые считают, что это зависит от разных факторов. Например, от общей плотности вещества в космосе.

И астрономы рассчитали значение этой «критической плотности».

Выяснилось, что если плотность Вселенной на самом деле выше этого критического уровня, расширение Вселенной замедлится. И, в конце концов, оно обратится вспять, и Вселенная схлопнется. Чтобы потом опять взорваться. Однако, если все обстоит наоборот, и плотность ниже критической, Вселенная будет продолжать расширяться бесконечно. И, в итоге, переживет так называемую «тепловую смерть».

На данный момент это наиболее популярная гипотеза.

Источник

Современная космология

С самых ранних веков человечество задавалось вопросами о том, какое место оно занимает в мире, что его окружает и как это называется. Как оказалось, звёзды и планеты являются частицами Вселенной, в которой мы находимся. Знания об этих элементах, теории о возникновении мира, физические гипотезы, математические законы, философия – все это впоследствии включилось в одну единую науку. Которую, как известно, назвали космология. Далее мы хотели бы рассказать об основах современной космологии, ее достижениях и концептуальных взглядах.

Космология

Возникновение современной космологии

Если говорить о периоде, когда вышеназванная наука получила наибольшее развитие, то стоит сказать о 20 веке. Тогда Альберт Эйнштейн выдвинул сразу несколько теорий относительно Вселенной. Впоследствии он доказал их на примере уравнения гравитационного поля. Обозначенные исследования были связаны с общей теорией относительности. Которая, к тому же, на тот момент получила общественную огласку.

Альберт Эйнштейн

В своем первой работе (Космологические соображения к общей теории относительности) Эйнштейн вывел три предположения. В них он рассматривал Вселенную однородной, стационарной и изотропной.

Как мы уже сказали, для доказательства сказанного он использовал уравнения гравитационного пола. Интересно, что в него учёный ввёл дополнительную переменную. В итоге, удалось получить решение задачи. Именно оно послужило доказательством его предположений. Получается, что Вселенная имеет определенные границы и положительную кривизну.

Однако, на этом исследования не закончились. Следующим работу над уравнением продолжил Александр Александрович Фридман (1922 г). Он выдвинул другое, нестационарное решение. Согласно его мнению, Вселенная расширялась из начальной сингулярности.

Физик Александр Александрович Фридман

Впоследствии предположение Фридмана подтвердилось. В то время, когда Эдвин Хаббл открыл космологическое красное смещение. За счет вышеназванных открытий удалось получить актуальную и в данный момент теорию Большого Взрыва. Если говорить обобщенно, фундаментом современной космологии являются именно открытия 20 века. Несмотря на то, что начало изучения науки было положено в гораздо более ранние времена.

На самом деле современная космология установила возраст вселенной. По примерным подсчетам учёных он составляет 13,8 миллиарда лет.

Принятая в настоящее время периодизация

На данный момент самой ранней эпохой считается планковское время. Потому как наиболее ранние теоретические идеи возникли именно в этот период. Согласно имеющимся данным, в этом периоде гравитационное взаимодействие стало самостоятельным. К тому же, оно отделилось от остальных фундаментальных сил. Следующий период обозначается в науке, как появление первых частиц кварков и разделение сил взаимодействия. Так как эпоха обусловлена более поздним промежутком времени, то ученые смогли получить достаточно подробное описание всех происходящих тогда процессов.

По-видимому, последний же отрезок характеризуется созданием небесных тел (звезд), галактики и Солнечной системы в целом. Более того, это время и по сей день считается незавершённым.

Стоит отметить, что одной из одной из важнейших эр для эволюции Вселенной является эра рекомбинации. Именно в это время Вселенная стала прозрачной для излучения, а значит его можно увидеть, например, в виде реликтового фона. Подобный эксперимент стал наглядным подтверждением наличия моделей Вселенной.

Реликтовое излучение

Развитие современной космологии как науки

Прежде, чем перейти к современным достижениям в области космологии, стоит сказать о некоторых других этапах исследований. В первую очередь нужно отметить труды Николая Коперника (15 век). В своих работах он обобщил все накопленные за прошлые периоды знания. Сюда же вошли труды Самосского, Леонардо да Винчи, Гераклита и Кузо. Основой идеи стало то, что Солнечная система была инерциальной. То есть, в центре находилось солнце. вокруг которого двигались планеты, в том числе и Земля.

Солнечная система

Несколько позднее свой вклад в космологию внес Кеплер. В конце концов, он основал три важнейшие теории. На самом деле именно их впоследствии использовал Ньютон для законов динамики. В остальном же, другие наиболее существенные открытия произошли в 20 веке. Как мы уже упоминали выше, первыми своими наработками поделились Эйнштейн, Фридман и Хаббл. Далее же Фриц Цвикки выдвигает идею о существовании определенного вещества. Которое не реагирует с электромагнитным излучением, но участвует в гравитационном воздействии. Его решили назвать темной материей.

Тёмная материя

Следующими выделились Гамов (с теорией горячей Вселенной), Пензиас и Вилсон (которые открыли изотропный источник помех в радиодиапазоне).

В заключении, можно сказать что физические законы достаточно плотно связаны с космологией. Так как многие результаты и доказательства теорий были обоснованы именно с физической точки зрения.

Основные концептуальные взгляды космологии

На самом деле идей возникновения Вселенной несколько. Одну из них можно назвать теологической. То есть той, которая прописана в Библии. Согласно писаниям, до определенного момента Вселенная была скрыта от других и являлась чем-то невидимым, недостижимым для чужих глаз.

Вселенная

Другие же предположения исходили из научных соображений. Первым был Эйнштейн, утверждавший, что Вселенная находится в стационарном положении. Впоследствии его опроверг Фридман, доказавший ее сужение и расширение за счет определенных движений. Далее, по результатам исследований Хаббла, выяснились наиболее точные расстояния от других галактик и была создана теория Большого взрыва.

Источник