Cosmologia este știința universului în ansamblu. În epoca modernă, ea se separă de filosofie și transformă într-o știință independentă. Noua cosmologie se bazează pe următoarele postulate:
· Universul a existat intotdeauna, este "lumea ca intreg" (universum).
· Universul este staționar (neschimbat), doar sistemele cosmice se schimbă, dar nu lumea ca întreg.
· Spațiul și timpul sunt absolute.
Metric, spațiul și timpul sunt infinite.
· Spațiul și timpul sunt izotrop (izotropie caracterizează aceleași proprietăți fizice în toate direcțiile mediului) și omogenă (omogenitate caracterizează distribuția mediei Universului).
Cosmologia modernă se bazează pe teoria generală a relativității și, prin urmare, se numește relativistă, spre deosebire de cea clasică.
În 1929, Edwin Hubble (astrofizician american) a descoperit fenomenul de "schimbare roșie". Lumina din galaxiile îndepărtate se deplasează către capătul roșu al spectrului, ceea ce indică îndepărtarea galaxiilor de la observator. A existat o idee despre nestatornicia universului. Alexander Aleksandrovici Fridman (1888 - 1925) a demonstrat teoretic pentru prima dată că universul nu poate fi staționar, ci ar trebui să se extindă sau să se contracte periodic. Problemele investigării expansiunii universului și determinării vârstei sale au ajuns în prim plan. Următoarea etapă a studiului universului este legată de lucrarea omului de știință american George Gamow (1904-1968). Am început să investigăm procesele fizice care au avut loc în diferite stadii ale expansiunii universului. Gamow a descoperit "radiația relicvei". (Relica este rămășița trecutului îndepărtat).
Există mai multe modele ale universului: ei au în comun este ideea sa non-staționare, izotrop și natura omogenă.
Pe calea existenței - modelul "universului în expansiune" și modelul "universului pulsatoriu".
În funcție de curbură, se distinge spațiul - un model deschis în care curbura este negativă sau egală cu zero, prezintă un univers infinit neînchipuit; model închis cu curbură pozitivă, în care universul este finit, dar nelimitat, nelimitat.
Discutarea problemei finitei sau infinitului Universului a dat naștere mai multor așa-zise paradoxuri cosmologice, conform cărora, dacă universul este infinit, atunci este finit.
1. Paradoxul expansiunii (E. Hubble). Luând ideea de măsură infinit, ceea ce contrazice teoria relativității. Îndepărtarea nebuloasă de un observator la o distanță infinită (conform teoriei „schimbare roșu“ V.M.Slayfera și „efectul Doppler“) ar trebui să depășească viteza luminii. Dar este limita (conform teoriei lui Einstein) viteza de propagare a interacțiunilor semnificative, nimic nu poate călători la o viteză mai mare.
2. Paradoxul fotometric (JF Sheso și W. Olbers). Aceasta este teza luminozității infinite (în absența absorbției luminoase) a cerului în conformitate cu legea iluminării oricărui sit și în conformitate cu legea de creștere a numărului de surse de lumină pe măsură ce volumul spațiului crește. Dar luminozitatea infinită contrazice datele empirice.
3. Paradoxul gravitațional (K.Neyman, D. Seeliger): un număr infinit de corpuri cosmice ar trebui să conducă la o gravitate infinită, și, astfel, la o accelerație infinită, care nu se observă.
4. Paradoxul termodinamic (sau așa-numita "moarte termică" a universului). Transferul energiei termice către alte specii este dificil în comparație cu procesul invers. Rezultatul: evoluția materiei conduce la echilibru termodinamic. Paradoxul vorbește despre natura finală a structurii spațiu-timp a universului.
2. Evoluția Universului. Teoria Big Bang
Din timpuri străvechi până la începutul secolului XX, spațiul a fost considerat neschimbat. Lumea stelelor a reprezentat o pace absolută, eternitate și o lungime nelimitată. Descoperirea în 1929 a dispersiei explozive a galaxiilor, adică expansiunea rapidă a părții vizibile a universului, a arătat că universul este nestatornic. Extrapolând acest proces de expansiune, în trecut, oamenii de știință au ajuns la concluzia ca 15-20 de miliarde de ani în urmă universul a fost închis într-o cantitate mică de spațiu infinit la infinit densitate ( „punctul de singularitate“), și întregul univers prezent este finit, adică, are o cantitate limitată și un timp de existență.
Benchmark viață universul evoluează începe din momentul în care a existat un „big bang“ și să perturbe brusc singularitatea. Potrivit majorității cercetătorilor, teoria modernă a „Big Bang“, în ansamblu descrie destul succes evoluția universului, variind de la circa 10-44 secunde după începerea Legătura slabă numai în această teorie frumoasă este problema Începerii - descrierea fizică a singularității.
Oamenii de știință sunt de acord că universul original era în condiții dificil de imaginat și de reprodus pe Pământ. Aceste condiții se caracterizează prin prezența temperaturii ridicate și a presiunii înalte în singularitatea în care materia a fost concentrată.
Timpul evoluției universului este estimat la aproximativ 20 de miliarde de ani. Calculele teoretice au arătat că, în starea singulară, raza sa a fost aproape de raza electronului, adică a fost un micro-obiect de scări neglijabil mici. Se presupune că aici au început să afecteze regularitățile cuantice caracteristice particulelor elementare.
Universul sa mutat la o extindere de la starea singulară originală ca urmare a Big Bang-ului, care a umplut întregul spațiu. A fost o temperatură de 100.000 de milioane de grade. Kelvin, în care nu pot exista molecule, atomi și chiar nuclee. Substanța era sub formă de particule elementare, dintre care erau electroni, positroni, neutrini și fotoni, iar mai puțini erau protoni și neutroni. La sfârșitul celui de-al treilea minut după explozie, temperatura Universului a scăzut la 1 miliard de grade. de către Kelvin. Nucleul atomilor - hidrogen greu și heliu - a început să se formeze, dar substanța universului consta în principal din fotoni, neutrini și antineutrinos. Numai după câteva sute de mii de ani, atomii de hidrogen și heliu au început să se formeze, formând o plasmă de hidrogen-heliu. Astronomii au descoperit emisia radio "relicvă" în 1965 - radiația plasmei fierbinți, care a fost păstrată de când nu existau stele și galaxii. Din acest amestec de hidrogen și heliu, în procesul de evoluție, a apărut întreaga diversitate a Universului modern. Conform teoriei lui JH Jeans, factorul principal al evoluției universului este instabilitatea gravitațională: materia nu poate fi distribuită cu o densitate constantă în nici un volum. Un plasm omogen a fost împărțit inițial în cheaguri uriașe. Dintre acestea, mai târziu, s-au format clustere de galaxii care s-au dezintegrat în protogalaxii și au ieșit din ele protostare. Acest proces continuă în zilele noastre. În jurul stelelor s-au format sisteme planetare. Acest model (standard) al universului nu este suficient întemeiat, există multe întrebări. Singurele argumente în favoarea sa sunt faptele consacrate ale expansiunii universului și ale radiației relicve.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: