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 эволюцию расширения можно оценить, опираясь на достаточно общие предположения.
Состав Вселенной по данным WMAP
В современной общепринятой модели расширения космологическая постоянная положительна и существенно отлична от нуля, то есть на больших масштабах возникают силы антигравитации. Природа таких сил неизвестна, теоретически подобный эффект можно было бы объяснить действием физического вакуума, однако ожидаемая плотность энергии оказывается на много порядков больше, чем энергия, соответствующая наблюдаемому значению космологической постоянной -- Проблема космологической постоянной.
Остальные варианты на данный момент представляют только теоретический интерес, однако это может измениться при появлении новых экспериментальных данных. Современная история космологии уже знает подобные примеры: модели с нулевой космологической постоянной безоговорочно доминировали (помимо короткого всплеска интереса к другим моделям в 1960-е гг.) с момента открытия Хабблом космологического красного смещения и до 1998 года, когда данные по сверхновым типа Ia убедительно опровергли их.
На сегодняшний момент в стандартной модели считается, что k=0 (это проверяется с точностью до нескольких десятых долей процента), тогда плотность темной энергии составляет 72 % от всей энергии Вселенной, а основной вклад в плотность материи вносит невидимое вещество, участвующее только в гравитационном взаимодействии (темная материя) -- ее почти в 6 раз больше, чем барионной материи. Эти значения основаны на наблюдениях сверхновых типа Ia, исследованиях флуктуаций реликтового излучения, корреляционных функциях и спектрах пространственного распределения галактик, данных о гравитационном линзировании скоплениями галактик.
Л < 0
Если значение космологической постоянной отрицательно, то действуют только силы притяжения и более никаких. Правая часть уравнения энергии будет неотрицательной только при конечных значениях R. Это означает, что при некотором значении Rc Вселенная начнет сжиматься при любом значении k и вне зависимости от вида уравнения состояния[66].
Л = 0
В случае, если космологическая постоянная равна нулю, то эволюция при заданном значении H0 целиком и полностью зависит от начальной плотности вещества:
Значение называют критической плотностью. Если с0 = сCr, то расширение продолжается бесконечно долго, в пределе с асимптотически стремящейся к нулю скоростью. Если плотность больше критической, то расширение Вселенной тормозится и сменяется сжатием. Если меньше, то расширение идет неограниченно долго с ненулевым пределом H.
Если уравнение энергии поделить на H0, то оно примет следующий вид (с учетом нулевой космологической постоянной):
Из этого уравнения следует, что плотность вещества во Вселенной и кривизна пространства взаимосвязаны: с=сCr соответствует k=0 (случай плоской Вселенной), плотность меньше критической соответствует k=-1 (открытая Вселенная), больше -- k=1 (замкнутой Вселенной).
Л > 0
Если Л>0 и k?0, то Вселенная монотонно расширяется, но в отличие от случая с Л=0 при больших значениях R скорость расширения растет:
При k=1 выделенным значением является ЛC = 4рGс. В этом случае существует такое значение R, при котором R' = 0 и R'' = 0, то есть Вселенная статична.
При Л>ЛC скорость расширения убывает до какого-то момента, а потом начинает неограниченно возрастать. Если Л незначительно превышает ЛC, то на протяжении некоторого времени скорость расширения остается практически неизменной.
В случае Л<ЛC все зависит от начального значения R, с которого началось расширения. В зависимости от этого значения Вселенная либо будет расширяться до какого-то размера, а потом сожмется, либо будет неограниченно расширяться.
Похожие статьи
-
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 ,...
-
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...
-
Информация, которой обладает человечество о Вселенной, как о едином целом -- результат астрономических наблюдений. И если у большинства естественных наук...
-
Вселенная бесконечна во времени и пространстве. Каждая частичка вселенной имеет свое начало и конец, как во времени, так и в пространстве, но вся...
-
Этапы эволюции Вселенной, Расширение Вселенной - Эволюция Вселенной
Как бы ни решался вопрос о многообразии космологических моделей, очевидно, что наша Вселенная расширяется, эволюционирует. Время ее эволюции от...
-
Современные космологические модели Вселенной - Эволюция Вселенной
В классической науке существовала так называемая теория стационарного состояния Вселенной, согласно которой Вселенная всегда была почти такой же, как...
-
ВСЕЛЕННАЯ. ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ - Астрономическая картина мира
Современная космология - это сложная, комплексная и быстро развивающаяся система естественно-научных (астрономия, физика, химия и др.) и философских...
-
Для сравнение с теоретическими данным сырые данные приводятся к вращательно-инвариантной величине: "Спектр" же строят для величины l(l+1)Cl/2р, из...
-
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...
-
Метод определения расстояния по гравитационным линзам - Научные представления о строении Вселенной
Геометрия гравитационного линзирования Проходя около Массивного тела, луч Света отклоняется. Таким образом, массивное тело способно собирать параллельный...
-
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...
-
Введение, Основные концепции космологии - Эволюция Вселенной
Человек с давних пор интересовался устройством Вселенной. Звезды притягивали к себе наших предков, заставляли смотреть на них с удивлением и трепетом....
-
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...
-
Модели будущего вселенной - Эволюция Вселенной
Каково же будущее Вселенной? Многие выдающиеся ученые ХХ века неоднократно задавались этим вопросом. В 1917г. А. Эйнштейн выступил с гипотезой о...
-
Судьба Вселенной - Возникновение, существование и конец Вселенной
Космологические модели приводят к выводу, что судьба расширяющейся Вселенной зависит только от средней плотности заполняющего ее вещества и от значения...
-
На Цефеидах и Звездах типа RR Лиры единая шкала расстояний расходится на две ветви -- шкалу расстояний для молодых объектов и для старых. Цефеиды...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
Процесс расширения Вселенной Оставляя в стороне спорный вопрос, касающийся образования галактик, посмотрим, что говорят современная теория и данные...
-
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...
-
Расширение Вселенной и красное смещение
Если в ясную безлунную ночь посмотреть на небо, то, скорее всего, самыми яркими объектами, которые вы увидите, будут планеты Венера, Марс, Юпитер и...
-
Расширение Вселенной - Важнейшие достижения в освоении космоса
Наш мир, родившийся в процессе Большого взрыва, и поныне расширяется, а объем разделяющего галактики пространства стремительно увеличивается. Скопления...
-
Заключение - Большой взрыв и эволюция Вселенной
Хотя академик Я. Б. Зельдович не сомневался в правильности теории "Большого взрыва", и в его пользу говорят, как это было уже упомянуто выше: реликтовое...
-
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...
-
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...
-
Нестационарная Вселенная - Галактики и Вселенная
Возникновение релятивистской космологии было величайшим достижением естествознания XX в. Однако сразу после создания релятивистской космологии...
-
Заключение - Вселенная: ее эволюция и строение
Открытие многообразных процессов эволюции в различных системах и телах, составляющих Вселенную, позволило изучить закономерности космической эволюции на...
-
Эволюция и строение галактик - Развитие Вселенной
Поэт спрашивал: "Послушайте! Ведь, если звезды зажигают, - значит - это кому-нибудь нужно?". Мы знаем, что звезды нужны, чтобы светить, и наше Солнце...
-
Введение, Изучение вселенной - Вселенная: ее эволюция и строение
Многие религии, такие как, Еврейская, Христианская и Исламская, считали, что Вселенная создалась Богом и довольно недавно. Например, епископ Ушер...
-
Эволюция и строение галактик - Одиноки ли мы во Вселенной?
Поэт спрашивал: "Послушайте! Ведь, если звезды зажигают - значит - это кому-нибудь нужно?". Мы знаем, что звезды нужны, чтобы светить, и наше Солнце дает...
-
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...
-
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...
-
Горизонтом событий является точка, в которой вторая космическая скорость равна скорости света. Внутри черной дыры эта скорость превышает скорость света....
-
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...
-
2 возникли простейшие органические соединения. Затем в водах первичного океана молекулы этих соединений, объединились и укрепились, образуя сложный...
Эволюция расширения, Состав Вселенной по данным WMAP - Научные представления о строении Вселенной