Энтропия Вселенной - Научные представления о строении Вселенной
Главным аргументом, подтверждающий теорию горячей Вселенной, является величина ее энтропии. Она с точностью до численного коэффициента равна отношению концентрации равновесных фотонов nГ к концентрации барионов nB.
Выразим nB через критическую плотность и долю барионов:
Где h100 -- современное значение Хаббла, выраженное в единицах 100 км/(c Мпк), и, учитывая, что для реликтового излучения с T=2,73 К
См?3,
Получаем
Обратная величина и есть величина энтропии.
Первые три минуты
Предположительно, с начала рождения (или по крайне мере с конца инфляционной стадии) и в течение времени, пока температура остается не ниже 1016 ГэВ (10?10С), присутствуют все известные элементарные частицы, причем все они не имеют массы. Этот период называется периодом Великого объединения, когда электрослабое и сильное взаимодействия едины[67] .
На данный момент невозможно сказать, какие же именно частицы присутствуют в тот момент, но кое-что все же известно. Величина з -- не только показатель энтропии, но и характеризует избыток частиц над античастицами:
В момент, когда температура опускается ниже 1015 ГэВ, вероятно, выделяются X - и Y-бозоны с соответствующими массами.
Эпоху Великого объединения сменяет эпоха электрослабого объединения, когда электромагнитное и слабое взаимодействия представляют единое целое. В эту эпоху идет аннигиляция X - и Y-бозонов. В момент, когда температура понижается до 100 ГэВ, эпоха электрослабого объединения заканчивается, образуются кварки, лептоны и промежуточные бозоны.
Настает адронная эра, эра активного рождения и аннигиляции адронов и лептонов. В эту эпоху примечателен момент кварк-адронного перехода или момент конфайнмента кварков, когда стало возможным слияние кварков в адроны. В этот момент температура равна 300--1000 МэВ, а время от рождения Вселенной составляет 10?6 с.
Эпохе адронной эры наследует лептонная эра -- в момент, когда температура падает до уровня 100 МэВ, а на часах 10?4 с. В эту эпоху состав Вселенной начинает походить на современный; основные частицы -- это фотоны, помимо них есть только электроны и нейтрино со своими античастицами, а также протоны и нейтроны. В этот период происходит одно важное событие: вещество становится прозрачным для нейтрино. Возникает что-то наподобие реликтового фона, но для нейтрино. Но так как отделение нейтрино произошло раньше отделения фотонов, когда некоторые виды частиц еще не проаннигилировали, отдав свою энергию остальным, то и остыли они больше. К настоящему времени нейтринный газ должен был остыть до 1,9 К, если нейтрино не имеют массы (или их массы пренебрежимо малы).
При температуре Т?0,7 МэВ термодинамическое равновесие между протонами и нейтронами, существовавшее до этого, нарушается и отношение концентрации нейтронов и протонов застывает на значении 0,19. Начинается синтез ядер дейтерия, гелия, лития. Спустя ~200 секунд после рождения Вселенной температура падает до значений, при которых нуклеосинтез более невозможен, и химический состав вещества остается неизменным до момента рождения первых звезд.
Похожие статьи
-
Теория Большого Взрыва (модель горячей Вселенной) - Научные представления о строении Вселенной
Эта теория отвечает на вопросы: "Существовала ли Вселенная вечно или она появилась из чего-то? А если была рождена, то как она развивалась в первые...
-
Первые секунды и минуты - Возникновение, существование и конец Вселенной
Что же было в самом начале? Согласно общей теории относительности, любой вид давления порождает силу тяготения. До момента рекомбинации именно давление...
-
Теоретические модели - Научные представления о строении Вселенной
Современные космологические модели очень сложны, а иногда используют пока неподтвержденные гипотезы. К примеру, ко Вселенной применяются уравнения ОТО ,...
-
Эволюция расширения, Состав Вселенной по данным WMAP - Научные представления о строении Вселенной
Ход расширения в общем случае зависит от значений космологической постоянной Л, кривизны пространства k и уравнения состояния (P(с)). Однако качественно...
-
Адронная эра - Релятивистская космология: прошлое и будущее нашей Вселенной
Длилась примерно от t=10 -6 С До t=10 -4 С. Плотность порядка 10 17 кг/м 3 при T=10 12 ...10 13 К . При очень высоких температурах и плотности в самом...
-
Для сравнение с теоретическими данным сырые данные приводятся к вращательно-инвариантной величине: "Спектр" же строят для величины l(l+1)Cl/2р, из...
-
Общие особенности и приемы, Лайман-альфа лес - Научные представления о строении Вселенной
Наблюдать космологические объекты можно различными способами, некоторые подходят только для одного типа объектов, некоторые применимы ко всем. Те, что...
-
На Цефеидах и Звездах типа RR Лиры единая шкала расстояний расходится на две ветви -- шкалу расстояний для молодых объектов и для старых. Цефеиды...
-
Температура и энтропия черной дыры - Черные дыры во вселенной
Существование черной дыры само по себе парадоксально. Черная дыра ведет себя, как тело с температурой, равной абсолютному нулю, потому что с помощью...
-
Микрофизика - Эволюция и происхождение Вселенной
Согласно бурно развивающейся в последние годы кварковой теории все адроны состоят из "более" элементарных частиц -- кварков. Если эта теория верна (а она...
-
Особенности наблюдений непроэволюционировавших объектов - Научные представления о строении Вселенной
NGC 1705 -- галактика типа BCDG Объекты, фактически состоящие из первичного вещества, дожили до нашего времени благодаря крайне малому темпу их...
-
Горизонтом событий является точка, в которой вторая космическая скорость равна скорости света. Внутри черной дыры эта скорость превышает скорость света....
-
Особенности наблюдений гамма-всплесков - Научные представления о строении Вселенной
Популярная модель возникновения гамма-всплеска Гамма-всплески -- уникальное явление, и общепризнанного мнения о его природе не существует. Однако...
-
Особенности наблюдений квазаров - Научные представления о строении Вселенной
Природа квазара Уникальное свойство квазаров -- большие концентрации газа в области излучения. По современным представлениям, аккреция этого газа на...
-
Современные представления теории Большого взрыва - Теория большого взрыва Вселенной
По современным представлениям, наблюдаемая нами сейчас Вселенная возникла 13,73 ± 0,12 млрд лет назад из некоторого начального "сингулярного" состояния с...
-
Метод звездных подсчетов - Научные представления о строении Вселенной
Данные о крупномасштабной структуре 2df обзора Первым способом изучения крупномасштабной структуры Вселенной, не потерявший своей актуальности, стал так...
-
Облик Вселенной - Научные представления о строении Вселенной
Несмотря на то, что Вселенная имеет четкую выраженную структуру, да и к тому же с несколькими уровнями иерархий, понятия классической механики, такие как...
-
Эволюция вещества - Модель Большого Взрыва и хронология Вселенной
Температура раскаленной плотной материи на начальном этапе Вселенной со временем понижалась, что и отражается в соотношении. Это значит, что понижалась...
-
Начало Вселенной - Прошлое и будущее Вселенной
Вселенная постоянно расширяется. Тот момент, с которого Вселенная начала расширятся, принято считать ее началом. Первую эру в истории вселенной называют...
-
Первые секунды после Большого взрыва После загадочной космологической сингулярности следует не менее таинственная планковская эра (0 -10 -43 С). Трудно...
-
Горячая модель Вселенной - Эволюция вещества во Вселенной
Фундаментальное взаимодействие модель горячая вселенная Модель горячей Вселенной -- космологическая модель, в которой эволюция Вселенной начинается с...
-
Микрофизика - Теории происхождения Вселенной
Вселенная микрофизика мир ньютон Согласно бурно развивающейся в последние годы кварковой теории все адроны состоят из "более" элементарных частиц --...
-
Лептонная эра, Фотонная эра или эра излучения, Звездная эра - Большой взрыв и эволюция Вселенной
Длилась примерно от t=10-4 до t=101. К концу эры плотность порядка 107 кг/м3 при T=109. Когда энергия частиц и фотонов понизилась в пределах от 100 Мэв...
-
Мегамир. Звезды. Строение Вселенной
В настоящее время наука шагнула очень далеко от галилеевой трубы до "перспективы". Диаметр зеркал двух телескопов на Гавайях - 10 м (они вступили в строй...
-
Метод определения расстояния по красным гигантам - Научные представления о строении Вселенной
Ярчайшие красные гиганты имеют одинаковую абсолютную звездную величину ?3.0M±0.2M, а значит, подходят на роль стандартных свеч. Наблюдательно первым...
-
Метод определения расстояния по сверхновым типа Ia - Научные представления о строении Вселенной
Кривые блеска различных сверхновых Характерная черта Сверхновых типа Ia -- сходство кривых блеска и одинаковая светимость в их максимуме. Открытие...
-
Информация, которой обладает человечество о Вселенной, как о едином целом -- результат астрономических наблюдений. И если у большинства естественных наук...
-
Введение, Историческое развитие представлений о Вселенной - Галактики и Вселенная
Процесс эволюции Вселенной происходит очень медленно. Ведь Вселенная во много раз старше астрономии и вообще человеческой культуры. Зарождение и эволюция...
-
Эволюция Вселенной, Адронная эра - Эволюция Вселенной
Эволюцию Вселенной принято разделять на четыре эры: Адронную , Лептонную , Фотонную и Звездную . Адронная эра Длилась примерно от t=0 соответствует...
-
Большой Взрыв: продолжение - Модель Большого Взрыва и хронология Вселенной
Итак, мы выяснили, что Вселенная постоянно расширяется; тот момент с которого Вселенная начала расширятся, принято считать ее началом; тогда началась...
-
Историческое развитие представлений о Вселенной - Прошлое и будущее Вселенной
Еще на заре цивилизации, когда пытливый человеческий ум обратился к заоблачным высотам, великие философы мыслили свое представление о Вселенной, как о...
-
Строение и эволюция Вселенной - Происхождение и развитие галактик и звезд
Вселенная бесконечна во времени и пространстве. Каждая частичка вселенной имеет свое начало и конец, как во времени, так и в пространстве, но вся...
-
Схема возникновения годичного параллакса - Научные представления о строении Вселенной
Параллакс -- это угол, возникающий благодаря проекции источника на Небесную сферу . Различают два вида параллакса: годичный и групповой. Годичный...
-
Эволюция и строение галактик - Эволюция Вселенной
Поэт спрашивал: "Послушайте! Ведь, если звезды зажигают -- значит -- это кому-нибудь нужно?". Мы знаем, что звезды нужны, чтобы светить, и наше Солнце...
-
Случайность в научной картине Вселенной - Астрономия и современная картина мира
Научная мысль в процессе познания Вселенной всегда включала в себя идею случая. При этом исторически произошли весьма интересные изменения в самой...
-
Эволюция вещества - Большой взрыв и эволюция Вселенной
Температура раскаленной плотной материи на начальном этапе Вселенной со временем понижалась, что и отражается в соотношении. Это значит, что понижалась...
-
Введение, Парадокс развития представлений о вселенной Эйнштейна - Основные характеристики Вселенной
Гравитация эйнштейн вселенная С того времени, когда Галилей впервые с помощью телескопа исследовал Млечный Путь, мы знаем, что он состоит из звезд, а...
-
Эволюция и строение галактик - Происхождение Вселенной
Поэт спрашивал: "Послушайте! Ведь, если звезды зажигают -- значит, это кому-нибудь нужно?". Мы знаем, что звезды нужны, чтобы светить, и наше Солнце дает...
-
Большой Взрыв: продолжение - Большой взрыв и эволюция Вселенной
Итак, мы выяснили, что Вселенная постоянно расширяется; тот момент с которого Вселенная начала расширятся, принято считать ее началом; тогда началась...
-
Структура Вселенной - Вселенная: ее эволюция и строение
С возникновением атомов водорода начинается звездная эра, а точнее говоря, эра протонов и электронов. Вселенная вступает в звездную эру в форме...
Энтропия Вселенной - Научные представления о строении Вселенной