Dacă stelele erau vizibile numai dintr-un loc al Pământului,
mai mulți pelerini ar merge acolo decât oriunde altundeva
Filozoful roman Seneca.
În punctul de singularitate.
Conform teoriei generale a relativității (GRT), pe care se bazează soluțiile lui Friedmann, universul ar putea avea un punct singular - punctul singular. Singularitatea din singularul latin este separată, specială. Dar nu a fost clar: rezultă din GRT că universul ar fi trebuit să aibă începutul timpului - o explozie mare?
El a reușit să demonstreze matematic că atunci când o stea este comprimată sub acțiunea propriilor forțe gravitaționale, ea este limitată la o zonă a cărei suprafață este comprimată la zero. Iar odată ce suprafața acestei zone este comprimată la zero, același lucru se întâmplă și cu volumul acesteia. Toată substanța stelei va fi comprimată într-un volum zero, astfel încât densitatea și curbura spațiului-timp devin infinite. Cu alte cuvinte, va exista o singularitate într-o anumită zonă a spațiului-timp, numită "gaură neagră" [1].
Teorema lui Penrose referitoare la stele și nu a spus nimic despre faptul dacă universul a experimentat o mare explozie în trecut. Dacă a existat o explozie mare, atunci trebuie să existe un început de timp!
Stephen Hawking a abordat problema. El a aplicat teoria lui Penrose universului, schimbând direcția timpului spre opus, astfel încât compresia a intrat într-o prelungire. Prin teorema lui Perouse, starea singulară a oricărei stele care se prăbușește trebuie să fie o singularitate. Cu inversarea timpului, această teoremă afirmă că în modelul Friedman, starea inițială a universului în expansiune trebuie să fie de asemenea o singularitate. Hawking a condus teorema lui Penrose ca o condiție a cerinței ca universul să fie infinit în spațiu. Avea nevoie să dovedească că singularitatea trebuie să existe, cu condiția ca universul să se extindă destul de repede, astfel încât recompresia să nu înceapă.
În continuare, Hawking și Penrose au continuat împreună. În 1970, ele se bazează pe teoria generală a relativității, am demonstrat că Universul trebuia să fie un punct singular, și, prin urmare, a fost începutul timpului. Din dovezile lor au indicat că relativitatea generală este o teorie incompletă, deoarece nu răspunde la întrebarea: cum a făcut universul, pentru că toate teoriile fizice, și ea a încălcat la punctul de apariție a Universului [2].
Previzând existența unui punct de singularitate în care densitatea devine infinită (în cazul găurilor negre și în cazul unei explozii mari), GRP și-a prezis înfrângerea.
Deci, teoria a confirmat existența unei explozii mari, ca rezultat al apariției universului nostru.
In 1930 oamenii de știință considerat printre modelul rece al universului, în care a existat o substanță sub formă de neutroni reci. Cu toate acestea, după cum sa dovedit mai târziu, într-un astfel de univers ca rezultat al reacțiilor în lanț nucleare (cu formarea protonului, deuteriu și t. D.) Toate materialele în cele din urmă va deveni heliu. Acest lucru contrazice observațiile, deoarece marea majoritate a substanței universului constă în hidrogen.
Universul fierbinte al lui Gamow.
În 1948, om de știință rus George Gamow a propus un model al universului cald, ideea de extindere Friedman că substanța primară nu a fost numai foarte dens, dar foarte cald. [3]
Având în vedere că universul în expansiune continuă să se răcească, puteți extrapola temperatura înapoi în timp. Asta a fost făcut. Sa dovedit că la momentul exploziei universul era infinit de dens și fierbinte, sub forma unei mingi de foc.
Trebuie să spun că George Gamow, un fizician rus proeminent și astrofizician care a lucrat cu Einstein, Dirac, Landau, în 1933, a emigrat în Statele Unite, din cauza a ceea ce a fost lipsit de titlul de academician ANSSSR și toate celelalte Regalia. Chiar și în lucrările sale științifice, numele lui a fost interzis și opera sa nu a putut fi citată. După restructurare, interdicțiile asupra lui Gamow au fost ridicate și toate regalia științifică i-au fost returnate, dar postum.
Ideea a fost universul fierbinte Gamow care au loc reacții nucleare, în care centrala nucleară timp de câteva minute sintetiza toate elementele chimice din materia universului fierbinte și dens devreme. Acest lucru nu este în întregime adevărat, pentru că, așa cum sa dovedit, centrala nucleara sintetizat numai elemente ușoare și elemente mai grele decât heliu sunt sintetizate în stele.
Potrivit lui Gamow, substanța mingii de foc a fost o plasmă fierbinte omogenă, constând în principal din electroni și protoni, amestecate abundent de radiația cosmică.
Intr-adevar, pe masura ce temperatura creste la cateva sute de grade, moleculele se descompun, iar cu o crestere ulterioara, nucleele se degradeaza treptat. Experimentele au arătat că, la o temperatură de circa 3000 de grade Kelvin, electronii se desprind de nuclee, care la aproximativ un miliard de grade se descompun în protoni și electroni (colectiv, nucleoni). Cu abordarea la trilioane de grade, nucleonii intră în constituenții lor elementari - quark-uri.
Pentru a înțelege compoziția unei mingi de foc, trebuie să știm ce se întâmplă atunci când apar coliziuni de particule de energie înaltă. Tocmai în acest scop, acceleratoarele particulelor elementare sunt create - colizoare. În coliziune, particulele direcționate unul spre celălalt accelerează aproape la viteze apropiate de viteza luminii, iar coliziunile produc fenomene neobișnuite. De exemplu, două particule într-o coliziune își schimbă tipul și pot crea un foc de artificii întregi, din o duzină de piese noi, care izvorăsc din punctul de coliziune. O confirmare perfectă a faptului că energia și masa sunt reciproce [4].
Ceva similar, conform cercetătorilor, a avut loc în primele câteva secunde după Big Bang. În universul timpuriu, particulele se ciocnesc fără întrerupere unul cu celălalt, iar bolidul este umplut cu toate tipurile de particule care pot fi create numai în aceste ciocniri.
Astăzi, Large Hadron Collider (LHC), în apropiere de Geneva, ca urmare a coliziunii dintre protoni se ciocnesc fluxuri de stat primite foremothers-lumină plasmă quarc-gluon, care, potrivit cercetatorilor. corespunde cu starea universului în 10-34 secunde după Big Bang. Oamenii de știință au abordat aproape epicentrul actului creației.
Această condiție fără masă a oamenilor de știință de la mama-speranță speră să câștige în greutate. Acest lucru se va întâmpla dacă cineva reușește să obțină protoni și electroni. Deși acest lucru nu sa întâmplat, deși datorită coliziunii ionilor de plumb, cercetătorii au reușit să obțină starea Universului la 10-11 secunde după Big Bang, adică mult mai târziu. Aceasta este o plasmă masivă de cuarț-gluon greu. Dar nu este nimic încă.
Fiți atenți. despre intervalele de timp nesemnificativ de mici, există un discurs. Faptul este că formarea universului a avut loc la intervale scurte. Cel mai important lucru se potrivește în prima secundă.
Și această perioadă extrem de mică de timp, pentru care, în esență, # 184; a fost format universul nostru, oamenii de stiinta au fost impartiti conditionat in asa-numitele "epoci".
Epocile formării universului.
Conform conceptelor moderne, Universul observat de noi astăzi a apărut în urmă cu 13,5-14 miliarde de ani ca urmare a Big Bang-ului și de atunci a fost în continuă expansiune și răcire.
Știm deja că teoria bangului mare și a universului fierbinte nu oferă nici o explicație pentru ceea ce a precedat acest moment, dar nu neagă posibilitatea existenței a ceva înainte de explozie.
Conform teoriei lui Friedmann, la momentul inițial al timpului, distanța dintre galaxiile vecine ar trebui să fie egală cu zero, iar densitatea și curbura universului ar fi trebuit să fie infinite.
Ecuațiile lui Friedmann pot fi folosite pentru a determina temperatura și densitatea unei mingi de foc în orice moment. De exemplu, o secundă după Big Bang, temperatura este de 10 miliarde de grade, iar densitatea este de aproximativ 1 tonă pe centimetru cub. Dar, cu un minut, universul ar trebui să fie format deja. Și din moment ce punctul de singularitate există și a fost o explozie mare, înseamnă că a fost și începutul timpului.
Apoi oamenii de știință, bazați pe GRT, literalmente pe fracțiuni de secundă (numiți "epoci") au prezentat teoretic procesul de formare a universului.
Temperatura plasmei Planck este de 1032 K, iar densitatea Planck este de 1093 g / cm3. În acest moment universul este omogen și izotrop; este geometric plat. În epoca Planck, oamenii de știință au presupus că interacțiunea gravitațională sa separat de restul interacțiunilor fundamentale.
Era inflaționistă (inflația - această inflație) începe în 10-35 secunde. După Big Bang și durează până la 10-32 cu. Se caracterizează printr-o creștere a dimensiunii universului de 10100 de ori (conform calculelor lui Linde). În universul plin de radiații, se formează cuarcile și hiperonii. Acesta este statul și oamenii de știință au fost capabili să modeleze la LHC.
Perioada de interacțiune electroweak este între 10-32 și 10-12 secunde. Interacțiunile electromagnetice și slabe sunt încă combinate într-o singură interacțiune electroweak. Datorită energiilor mari, se formează particule grele, în special bosoni. Sub ipotezele oamenilor de știință, este în acest moment să apară bosonul Higgs, care va conecta cuarcile și gluonii în protoni, dându-le o masă. Menționăm că la LHC starea materiei primare a producției la 10-35 s. și 10-11 s după Big Bang, dar bosonul Higgs nu este încă.
Epoca de cuarci este între 10-12 și 10-6 secunde. Electromagnetice, gravitaționale. interacțiunile puternice și slabe se formează într-o formă modernă, dar din moment ce temperaturile și energiile sunt încă prea mari, cuarcile nu sunt încă grupate în hadroni. Hadronii sunt particule care participă la interacțiuni puternice. de exemplu, protoni.
Epoca hadronilor are loc între 10-6 și 1 secundă. după un bang mare. Plasa cuarc-gluon este răcită și cuarcii încep să se strecoare în protoni și neutroni. După aproximativ 1 secundă. neutrinii trebuiau eliberați și au început să se miște liber în spațiu.
Trebuie avut în vedere că temperatura Universului, deși a scăzut de la epocă la epocă, a fost încă extrem de ridicată. Deci, după 0, 1 sec. după începerea expansiunii, temperatura a fost de aproximativ 30 miliarde K. Și o secundă după explozie au fost 10 miliarde de grade.
Epoca nucleosintezei este localizată între 1 secundă și 3 minute după Big Bang. Intensificat nucleoni, care sunt protoni și neutroni, cu alte cuvinte - nucleul. În această epocă a fost formată compoziția primară a materiei stelare: aproximativ 25% heliu, 4% deuteriu, urme de elemente grele, restul - hidrogen.
Aproximativ 380.000 de ani în urmă, când temperatura Universului a ajuns la 4000 K, atomii au început să se formeze. Din starea plasmei, care este opacă la radiația electromagnetică, materia a trecut într-o stare gazoasă. Din acest moment universul a devenit transparent la radiații.
Cosmologul Joseph Silk, în cartea sa "Big Bang", scrie că în primii 380.000 de ani de la Big Bang nu a fost mai ușor să observăm universul timpuriu. decât să privești ceva într-o ceață dense. Adică densitatea universului a fost extrem de mare și a devenit transparentă când densitatea și temperatura au scăzut la un nivel care ar putea fi format [5].
Radiația prezisă de Gamow a încetat practic să interacționeze cu materia, părea să se despartă de ea și să înceapă să evolueze independent.
Evoluția materiei a dus la formarea acelei lumi complexe, diverse, în care trăim. Iar radiația, care mai târziu a fost numită relicvă, a continuat să umple spațiul în mod egal, doar densitatea și temperatura acesteia cu expansiunea universului au scăzut.
Esoterice științifice
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: