Трохи історії - Сучасна космологія і проблема прихованої маси у Всесвіті
Розглянемо дуже стисло, які етапи пройшов розвиток науки про Всесвіт вже у наш час. Сучасна космологія виникла на початку XX століття після створення А. Эйнштейном релятивістської теорії тяжіння (загальної теорії відносності).
Перша релятивістська космологічна модель, заснована на новій теорії тяжіння і претендуюча на опис всього Всесвіту, була побудована А. Эйнштейном в 1917 р. Проте вона описувала статичний Всесвіт і, як показали астрофізичні нагляди, виявилася невірною.
В 1922--1924 рр. радянським математиком А. А. Фридманом були одержані загальні рішення рівнянь Ейнштейна, застосованих до опису всього Всесвіту. Виявилося, що в загальному вигляді ці рішення описують Вселену, змінну з часом. Зоряні системи, що заповнюють простір, не можуть знаходитися в середньому на незмінних відстанях один від одного. Вони повинні або віддалятися, або зближуватися. Ми побачимо далі, що це є неминучим слідством наявності сил тяжіння, які очолюють в космічних масштабах. Висновок Фрідмана означав, що Всесвіт повинен або розширятися, або стискатися. Висновок цей означав корінну перебудову наших найзагальніших уявлень про Всесвіт і далеко не відразу зрозумів і прийнятий навіть самим передовим розумом людства. В 1929 р. американський астроном Э. Хаббл за допомогою астрофізичних наглядів відкрив розширення навколишнього нас світу галактик, відкрив розширення Всесвіту, підтверджуюче правильність висновків А. А. Фрідмана. Моделі Фрідмана є основою всього подальшого розвитку космології. Як ми побачимо далі, ці моделі описували механічну картину руху величезних мас Всесвіту і її глобальну структуру. Якщо колишні Космологічні побудови були покликані описувати головним чином саме спостережувану тепер структуру Всесвіту з незмінним в середньому рухом світів в ній, то моделі Фрідмана за своєю суттю були еволюційними, зв'язували сьогоднішній стан Всесвіту з її попередньою історією. Зокрема, з цієї теорії виходило, що у далекому минулому Вселена не була зовсім схожа на спостережувану нами сьогодні. Тоді не було ні окремих небесних тіл, ні їх систем, вся речовина була майже однорідною, дуже щільною і швидко розширялося. Тільки значно пізніше з цієї речовини виникли галактики і їх скупчення. Починаючи з кінцем 40-х років нашого століття вся більша увага в космології привертає фізика процесів на різний етапах космологічного розширення.
В цей час Г. Гамовым була висунута так звана теорія гарячого Всесвіту. В цій теорії розглядалися ядерні реакції, що протікали на самому початку розширення Всесвіту в дуже щільній речовині. При цьому передбачалося, що температура речовини була велика (звідси і назва теорії) і падала з розширенням. Хоча в перших варіантах теорії і були ще істотні недоліки (згодом вони були усунені), вона зробила два важливі прогнози, які могли бути перевірені наглядами. Теорія передбачала, що речовина, з якої формувалися перші зірки і галактики, повинна складатися головним чином з водню (приблизно на 75%) і гелію (біля 25%), домішка інших хімічних елементів незначна. Інше виведення теорії полягало в тому, що в сьогоднішньому Всесвіті повинне існувати слабке електромагнітне випромінювання, що залишилося від епохи великої густини і температури речовини. Це випромінювання, що остигнуло в ході розширення Всесвіту, було названо радянським астрофізиком І. С. Шкловским реліктовим випромінюванням. Обидва прогнози теорії блискуче підтвердилися.
До цього ж часу (кінець 40-х років) відноситься поява принципово нових наглядових можливостей в космології. Виникла радіоастрономія, а потім після початку космічної ери розвинулася рентгенівська, гамма-астрономія і ін. Нові можливості з'явилися і у оптичної астрономії. Зараз різними методами Всесвіт досліджується аж до відстаней в декілька мільярдів парсеків (парсек -- одиниця відстані, що використовується астрономами і рівна зразково трьом світловим рокам або 3 * 1018 см.).
В 1965 р. американські фізики А. Пензиас і Р. Вилсон відкрили реліктове випромінювання, за що в 1978 р. вони були удостоєні Нобелівській премії. Це відкриття довело справедливість теорії гарячого Всесвіту.
Сучасний етап в розвитку космології характеризується інтенсивним дослідженням проблеми початку космологічного розширення, коли густина матерії і енергії частинок була величезною. Керівними ідеями тут є нові теоретичні відкриття у фізиці взаємодії елементарних частинок при дуже великих енергіях. Іншою важливою проблемою космології є проблема виникнення структури Всесвіту -- скупчень галактик, самих галактик і т. д. з первинно майже однорідної речовини, що розширяється.
Сучасна космологія побудована працями багатьох учених всього світу. Можна відзначити важливу роль наукових шкіл, створених в нашій країні академіками В. Л. Гинзбургом, Я. Б. Зельдовічем, Е. М. Лівшицем, М. А. Марковим, І. М. Халатниковим.
Слід підкреслити визначаючу роль астрофізичних наглядів в розвитку сучасної космології. Її висновки і висновки перевіряються прямими або непрямими наглядами. Сьогодні ми можемо судити про будову і еволюцію спостережуваного нами Всесвіту з тим же ступенем надійності, з якою ми судимо про будову і еволюцію зірок, про природу інших небесних тел.
На даному етапі вважається, що зоряні системи -- галактики -- складаються з сотень мільярдів зірок. Їх розміри часто досягають десятків тисяч парсеків. Галактики у свою чергу зібрані в групи і скупчення. Розміри крупних скупчень -- декілька мільйонів парсеків (Мпк). Є і ще більші по масштабах згущування і розрідження в розподілі галактик. Проте, починаючи з масштабами в декілька сотень мільйонів парсеків в більше розподіл речовини у Всесвіті можна вважати однорідним.
Похожие статьи
-
"Порожній" Всесвіт - Сучасна космологія і проблема прихованої маси у Всесвіті
Що буде, якщо зі Всесвіту прибрати всю речовину? На перший погляд здається, що така операція абсолютно абстрактна і одержувана модель відповідатиме лише...
-
Вступ - Сучасна космологія і проблема прихованої маси у Всесвіті
Прагнення представити структуру всього навколишнього світу завжди було однією з насущних потреб людства, що розвивається. "який влаштований світ? Чому...
-
"Непорожній" Всесвіт - Сучасна космологія і проблема прихованої маси у Всесвіті
Повернемося до проблеми критичної густини. Яке ж значення критичної густини? Сформулюємо найважливішу задачу наглядової космології: яка середня густина...
-
Висновок - Сучасна космологія і проблема прихованої маси у Всесвіті
Космологія швидко розвивається. Багато нових робіт в цій області з'являється у відкритому друці останніми роками. Але розказати про всі неможливо, кожна...
-
Модель Всесвіту - Сучасна космологія і проблема прихованої маси у Всесвіті
Що значить, побудувати модель Всесвіту? Найзагальніша відповідь на це питання така: необхідно знайти рівняння, яким підкоряються параметри, що...
-
Перша космологічна модель була побудована А. Ейнштейном в 1917 р. незабаром після створення ним Загальної теорії відносності. Як і все тоді, він вважав,...
-
Прихована маса - Сучасна космологія і проблема прихованої маси у Всесвіті
Космологія прихована маса всесвіт Існуючі у Всесвіті тіла і скупчення речовини астрономи знаходять в основному по їх випромінюванню. Це може бути видимий...
-
Утворення Всесвіту - Походження і розвиток Всесвіту
Кінцевий або нескінченний Всесвіт, яка у неї геометрія - ці і багато інші питання пов'язані з еволюцією Вселеної, зокрема із спостережуваним розширенням....
-
Фізична космологія - Космологія. Проблеми космології
Фізична космологія -- підрозділ астрономії, який досліджує фізичне походження Всесвіту і його природу в найбільших масштабах. На раньому етапі свого...
-
Емпіричний закон - закон Хаббла - Космологія. Проблеми космології
Наступний крок був зроблений в 1924 р., коли в обсерваторії Маунт Вілсон в Каліфорнії американський астроном Е. Хаббл (1889-1953) виміряв відстань до...
-
Невирішені проблеми - Космологія. Проблеми космології
Релятивістська космологія пояснює спостережуваний сучасний стан Всесвіту, вона передбачила невідомі раніше явища. Але розвиток космології поставило і ряд...
-
Езотерична космологія, Космологія, розділена на дві гілки - Космологія. Проблеми космології
Більшість езотеричних і окультних вчень містять доволі складну космологію. Вони складають мапу Всесвіту і станів існування та свідомості відповідно до...
-
Висновок - Космологія. Проблеми космології
Отже, космологія - фізичне вчення про Всесвіт як вцілому, що включає в себе теорію всієї охопленої астрономічними спостереженнями області простору -...
-
Астрономія - парадоксальна наука - Космологія. Проблеми космології
Астрономія - парадоксальна наука, яку людство створило немов на зло самому собі. Вона дає можливість нам за допомогою спостережень і обчислень буквально...
-
Дані, на яких заснована наука. - Космологія. Проблеми космології
Існує шість основних принципів побудови Всесвіту, які використовуються в космології: Простір ізотропно. Це означає, що всі об'єкти в космосі - як планети...
-
Геометрія і механіка Всесвіту - Космологія. Проблеми космології
В основі теорії однорідного ізотропного Всесвіту лежать два постулати: 1. найкращим відомим описом гравітаційного поля є рівняння Ейнштейна; з цього...
-
Космологія Великого Вибуху - Космологія. Проблеми космології
Бельгійський астроном Жорж Ламетрі, який вивчав зірки, висловив припущення, що 15 мільярдів років тому Всесвіт був маленьким і дуже щільним. Це стан...
-
Проблеми космології - Космологія. Проблеми космології
Сучасний етап в розвитку космології характеризується інтенсивним дослідженням проблеми початку космологічного розширення, коли густина матерії і енергії...
-
Космологія як наука - Космологія. Проблеми космології
Космологія (від грец. ?????? -- "всесвіт" і грец. ????? -- "вчення") -- вчення про Всесвіт у цілому та про...
-
Що є Земля, Місяць, Сонце, зорі? Де починається і де закінчується Всесвіт? Коли він виник і з чого складається? Що сприяло його утворенню? Де межі його...
-
"Теорія Великого вибуху" Велимкий вимбух (англ. Big Bang Theory ) -- фізико-космологічна теорія про ранню стадію еволюції Всесвіту з надзвичайно щільного...
-
У міру розвитку природознавства і особливо ядерної фізики висуваються різні гіпотези про фізичні процеси на різних етапах космологічного розширення. Одна...
-
Протягом всієї історії цивілізації людство прагне пізнати навколишній світ і зрозуміти, яке місце воно займає у Всесвіті. Всесвіт - найбільша матеріальна...
-
Метафізична космологія, Релігійна космологія - Космологія. Проблеми космології
У філософії та метафізиці, космологія має справу з Всесвітом, який, за означенням, охоплює весь простір, час і всі явища. Історично, космологія мала...
-
Введення - Походження і розвиток Всесвіту
Всесвіт - це весь існуючий матеріальний світ, безмежний в часі і просторі і нескінченно різноманітний по формах, які приймає матерія в процесі свого...
-
Назва реферату : Походження всесвіту Зародження всесвіт маса протон Проблема зародження всесвіту, подібна старому питанню: Що було першим курка яйце....
-
Висвітлення космологічних поглядів в українській філософії - Космологія. Проблеми космології
Українська школа філософії опирається на радянську школу, дарма що стан гуманітарних наук у СРСР був не на найвищому рівні. Це зумовлювалось...
-
Теория Большого взрыва была придумана для того, чтобы объяснить происхождение вселенной. Почему-то из знакомства с ней обычно выносят больше вопросов,...
-
Космологічні моделі світу - Космологія. Проблеми космології
Коротка історія Всесвіту відображена в знаменитій теорії Великого вибуху. Вона народилася завдяки загальній теорії відносності Ейнштейна, яка лягла в...
-
Сегодня космология еще не в состоянии ответить на ряд принципиальных вопросов. Среди них основные: что было до начала наблюдаемого расширения? Будет ли...
-
Сучасні уявлення про утворення Сонця і планет з газопилоподібної туманності є загальновизнаними. Вчені одержали нові вагомі докази еволюції Всесвіту....
-
Етапи розвитку Всесвіту, Гіпотеза Канта-Лапласа - Гіпотези походження Всесвіту
Назва ери Вид матерії Тривалість Квантової космології Не з'ясований < 10-42 c Адронна Баріони, мезони 10-42 - 10-4 Лептонна Мюони Електрони Позитрони,...
-
Зоряна астрономія - Астрономія як наука
Вивчення зірок і зоряної еволюції має фундаментальне значення для нашого розуміння Всесвіту. Астрофізика зірочок розвивалася на основі спостережень і...
-
Чужепланетный звездолет - Проблема тунгусского метеорита
В 1967 году американский астроном из Калифорнии Джон Бигбю, специализирующийся на искусственных спутниках Земли, открыл десять небольших лун со странными...
-
Общие положения теории внеземных цивилизаций - Проблема поиска внеземных цивилизаций
Направления поиска свидетельств существования антропоморфной цивилизации во Вселенной основываются на ряде теоретических положений о возникновении и...
-
На протяжении длительного времени, почти до начала 60-х годов, непосредственный интерес к проблеме поиска разумной жизни во Вселенной проявляли почти...
-
Проблема відсутності у Венери магнітного поля - Планети Сонячної системи
Магнітне поле Землі досить ефективно захищає поверхню нашої планети від бомбардування зарядженими частками. Магнітне поле підхоплює ці частки (протони й...
-
Любого из нас поражает величественная картина звездного неба, раскинувшегося от горизонта до горизонта. Душу переполняет чувство трепета перед...
-
НЛО, НЛО и другие аномальные явления - Проблема внеземных цивилизаций
НЛО и другие аномальные явления Уфологи до сих пор спорят о происхождении НЛО и других аномальных явлений, в частности, так хорошо всем известного...
-
Заключение - Проблема множественности разумных миров и изучение НЛО
Вселенная галактика цивилизация космический Идея о множественности обитаемых миров зародилась еще в древнегреческой философии. Время от времени она...
Трохи історії - Сучасна космологія і проблема прихованої маси у Всесвіті