Свідчення на користь теорії Великого вибуху

Теорія Великого вибуху спирається на «чотири експериментальні стовпи»:

1. Розбігання галактик за законом Хаббла, яке вимірюється на основі червоного зсуву спектральних ліній внаслідок ефекту Доплера.
2. Наявність реліктового випромінювання
3. Поширеність хімічних елементів у Всесвіті із перевагою легких елементів: гідрогену та гелію.
4. Великомасштабний розподіл та еволюція галактик, про яку свідчать астрономічні спостереження.

Критика теорії

Крім теорії Розширення Всесвіту була також теорія, що Всесвіт є стаціонарним, тобто не еволюціонує і не має ні початку, ні кінця в часі. Частина прихильників такої точки зору відкидають розширення Всесвіту, а червоне зміщення пояснюють гіпотезою про «старіння» світла. Однак, як з'ясувалося, ця гіпотеза суперечить спостереженнями, наприклад, спостерігається залежність тривалості спалахів наднових від відстані до них. Інший варіант, що не заперечує розширення Всесвіту, представлений теорією стаціонарного Всесвіту Ф. Хойла. Вона також погано узгоджується зі спостереженнями.

У деяких теоріях інфляції (наприклад, вічної інфляції) наша картина Великого вибуху, яку ми здатні спостерігати, відповідає ситуації лише в частині Всесвіту, яку ми можемо спостерігати (Метагалактиці), але не однакова для всього Всесвіту.

Крім того, у теорії Великого вибуху не розглядається питання про причини виникнення сингулярності, або матерії та енергії для її виникнення, зазвичай просто постулюється її безначальність. Вважається, що відповідь на питання про існування і походження початкової сингулярності має дати теорія квантової гравітації.

Є також певне число зафіксованих фактів, які погано узгоджуються з ізотропність і однорідністю спостережуваного Всесвіту: наявність переважного напрямку обертання галактик, неоднорідності в розподілі галактик на найбільших доступних масштабах, вісь зла.

Теорія і релігія

22 листопада 1951 Папа Римський Пій XII оголосив, що теорія Великого вибуху не суперечить католицьким уявленням про створення світу. Консервативні протестантські християнські конфесії також вітали теорію Великого Вибуху, як таку, що підтримує історичну інтерпретацію вчення про творіння. Деякі мусульмани стали вказувати на те, що в Корані є згадки Великого вибуху. Згідно з індуїстським вченням, у світу немає початку та кінця, він розвивається циклічно, проте в «Енциклопедії індуїзму» зазначається, що теорія нагадує, що все відбулося від Брахмана, який «менший від атома, але більший від найбільшого».

Інфляційна модель

Теорії інфляції описують передбачувану стадію розширення Всесвіту, що почалася через ~ 10⁻⁴² с після Великого Вибуху, що носить назву інфляційної стадії. Ця ідея дозволяє пояснити плоску геометрію простору. Крім цього теорія інфляції припускає народження спостережуваного Всесвіту з маленької спочатку причинно-зв'язаної області, що пояснює однорідність і ізотропність Всесвіту. Габблове розширення є рухом по інерції завдяки великій кінетичної енергії, що була накопичена в ході інфляції.

Будь-яке інфляційне розширення починається з планківських розмірів і часів, коли сучасні закони фізики починають адекватно описувати процеси, які відбуваються в цей момент. Єдина причина прискореного розширення в рамках загальної теорії відносності — це негативний тиск. Такий тиск можна описати скалярним полем, який отримав назву інфлантона. Зокрема, таким же чином можна описати і тиск фізичного вакууму (космологічну константу). В кінці інфляційної стадії це поле повинне розпадатися, в іншому випадку експоненціальне розширення ніколи не закінчиться.

Основний клас моделей інфляції грунтується на припущенні про повільне скочування: потенціал інфлантона повільно зменшується до нульового значення. Початкове значення може задаватися по-різному: це може бути значення початкових квантових збурень, а може бути строго фіксованим. Конкретний вид потенціалу залежить від обраної теорії.

Теорії інфляції також діляться на нескінченні і скінченні у часі. В теорії з нескінченною інфляцією існують області простору — домени — які почали розширюватися, але через квантові флуктуації повернулися в початковий стан, у якому виникають умови для повторної інфляції. До таких теорій належить будь-яка теорія з нескінченним потенціалом і хаотична теорія інфляції Лінде.

До теорій зі скінченним часом інфляції належить гібридна модель. У ній існує два види поля: перше, що відповідає за великі енергії (а, отже, за швидкість розширення), а друге за малі, що визначають момент завершення інфляції. У такому випадку квантові флуктуації можуть вплинути тільки на перше поле, але не на друге, а значить і сам процес інфляції скінченний.

До нерозв'язаних проблем інфляції можна віднести стрибки температури в дуже великому діапазоні, в якийсь момент вона падає майже до абсолютного нуля. У кінці інфляції відбувається повторний нагрів речовини до високих температур. На роль можливого пояснення настільки дивної поведінки пропонується «параметричний резонанс».

Мультивсесвіт

«Мультивсесвіт», «Великий Всесвіт», «Мультіверс», «Гіпервсесвіт», «надвсесвіт», — різні переклади англійського терміну multiverse. З'явився він у ході розвитку теорії інфляції.

Області Всесвіту, розділені відстанями більшими за розмір горизонту подій, еволюціонують незалежно один від одного. Будь який спостерігач бачить тільки ті процеси, які відбуваються в домені, що дорівнює за обсягом сфері з радіусом, що становить відстань до горизонту подій. В епоху інфляції дві області розширення, розділені відстанню близько горизонту, не перетинаються.

Такі домени можна розглядати як окремі всесвіти, подібні до нашого: вони точно так же однорідні й ізотропні на великих масштабах. Конгломерат таких утворень і є мультивсесвітом.

Хаотична теорія інфляції припускає нескінченну різноманітність Всесвітів, кожна з яких може мати відмінні від інших Всесвітів фізичні константи. В іншій теорії Всесвіти розрізняються за квантовим виміром. За визначенням ці припущення не можна експериментально перевірити.

Запитання для самоконтролю:

ü Пояснити теорію Великого Вибуху.

ü Назвати основні етапи еволюції Всесвіту.

ü Вказати данні про прискорене розширення Всесвіту та його можливу інтерпретацію.

ü Яке співвідношення різних типів матерії у Всесвіті?

ü Що таке темна матерія та темна енергія?

Додатки

Завдання для допитливих

Кросворд

По горизонталі-1. Найголовніше небесне тіло.

2. Назва найвищої копитної тварини у назві сузір'я.

3. Поетична назва бика у назві сузір'я.

4. Назва лісової тварини гризуна у назві сузір'я.

5. Назва хижака, лісової кішки у назві сузір'я.
По вертикалі: 6. Певна ділянка неба із видимими зорями.

По вертикалі:1. Модель світу, яку утверджував М. Копернік.

По горизонталі: 2. Третя від Сонця планета.

3. Назва видимих форм Місяця.

4. Найбільша планета у Сонячній системі.

5. Планета вдвічі менша за Землю за радіусом і має 2 супутники.

6. Система небесних тіл, що обертаються навколо Сонця.

По вертикалі:2. Всесвіт.

4. Вчений, що створив модель нашої галактики.

5. Наша зоря.

4. Найближча до нас зоря у сузір'ї Кентавра.

По горизонталі: 1. З грецької мови «Астрон».

3. Геоцентричну модель планетної системи опрацював

6. Найближча планета до Сонця

По вертикалі:2. Видиме розташування зір на небі.

3. Грецька назва зоряного скупчення «Стожари».

4. Назва нашої зорі.

5. Буква грецького алфавіту, якою позначають найяскравіші зорі.

По горизонталі:Сузір'я мисливця.

1. Сфера довільного радіуса, в центрі якої — спостерігач, на цю сферу спроектовано всі небесні світила, які бачить спостерігач.

По вертикалі:1. Певне розташування зір на небі.

2. Пташина назва сузір'я.

3. Назва сузір'я на честь породи собак, що використовуються у мисливських забавах.

По горизонталі:4.Пташина назва сузір'я.

3. Назва найпростішої кишково-порожнинної

тварини у сузір'ї. 5. Пташина назва сузір'я.

По горизонталі: 3. Сузір’я, в напрямку,якого розташований центр нашої Галактики. 5. Грецьке слово, що означає «коло тварин». 9. Сузір’я, яке символізує період кульмінаційного розливу рік. 10. Сузір'я, в якому Сонце розпочинає «зворотний рух». 11. Сузір'я, назву якого древні пов'язували із зважу­ванням врожаю.

По вертикалі: 1. Сузір'я, в якому знаходиться точка осіннього рівнодення. 2. Сузір'я, яке схоже на праску з найяскравішою зорею Регул в правому нижньому куті. 3. Схоже на трикутник сузір'я. 4. Сузір'я, в якому знаходиться точка літнього сонцестояння (22 червня). 6. Сузір'я, в якому Сонце перебуває в квітні місяці. 7. Сузір'я, в якому Сонце пе­ребуває в січні місяці.^_8. Сузір'я, в якому знаходиться кучка слабих зірок під назвою Плеяди, названих в честь дочок тита­на Атласа (Атланта). 10. Сузір'я, в якому знаходиться точка весняного рівнодення (21 березня).

Грецький алфавіт

A, — альфа І, — йота P, — po

B, — бета К, — каппа Е, , — сігма
Г, — гамма Л, — лямбда Т, — тау

А, — дельта М, — мю Y, — іпсилон

Е, — епсилон N, — ню Ф, — фі

Z, — дзета S, — ксі X, — хі

Н, — ета О, — омікрон , — псі

, — тета П, — пі , — омега

2. АСТРОНОМІЧНІ ЗНАКИ І СИМВОЛИ

Символи	Знаки		Позначки
Земля		Овен		Градус дуги	1° = 60'
Сонце		Телець		Мінута дуги	1' = 60"
Місяць		Близнята		Секунда дуги	1"
Меркурій		Рак		Година часу	1л = 60т
Венера		Лев		Хвилина часу	lm = 60s
Марс		Діва		Секунда часу	1s
Юпітер		Терези		Доба	1d = 24h
Сатурн		Скорпіон		Рік	1d = 365d5h48m
Уран		Стрілець		Схилення
Нептун		Козоріг		Пряме сходження
Плутон		Водолій		Географічна широта
Зоря		Риби		Географічна довгота
	Зміна
	Комета
	Північ	N
	Південь	S
	Схід	E
	Азимут	A
	Висота	h
	Зоряній час	s
	Річний паралакс

3. Одиниці вимірювання відстаней

А. На Землі			Б. У космосі
1 метр 1/40000000 довжина мередіана			1 а. о. 1,496 • 1011 м
1 англійська миля =1609 м			1 парсек 206265 а. о. 3 • 1016 м
1 морська миля =1852 м			1 св. рік 9,46 • 1015 м
1 верста = 500 сажнів = 1066 м
1 сажень = 3 аршини = 2,13 м
1 фут = 12 дюймів и 30,48 см

3. Деякі фізичні та астрономічні величини

Гравітаційна стала	6,67-1011 Н·м2/кг2
Швидкість світла у вакуумі	с = 2,997925·108 м/с
Стала Планка	6,63-1О-34 Дж-с
Маса протона	1,673·10-27 кг = 1836те.
Маса нейтрона	1,675 ·1О-27 кг
Маса електрона	9,11·1О-31 кг
Стала Авогадро	6,02·1023 моль
Універсальна газова стала	8,31 Дж/моль-К
Стала Больцмана	1,38·1023 Дж/К
Стала Стефана-Больцмана	5,67·10 -8 Вт/м2·К4
1 тропічний рік (сек)	31556925,9747 = 3,16·107
1 астрономічна одиниця	а. о. = 149 600000 км
1 світловий рік	1 св. р. = 9,46·1015 м
1 парсек	1 пк = 3,09·1016 м
Діаметр Галактики	200000 св. р.
Відстань до галактики М31 (Андромеда)	2,3 млн св. р. 1022 м
Стала Габбла	70 км/с·Мпк

3. Географічні координати міст україни

4. Дати нового місяця (2001-2057 рр.)

5. Затемнення сонця, які можна спостерігати в Україні (2011-2187 рр.)

П — повне затемнення, К — кільцевидне затемнення, Ч — часткове затемнення. Час максимальної фази затемнення подано за київським часом

6. Затемнення місяця, які можна побачити в Україні (2011-2062 рр.)

7. Найяскравіші зорі

№ п/п	Назва	Сузір'я	т	Відстань пк	Світність L=E/	Температура К	Радіус R/
	Сіріус	α Вел. Пес	-1,46	2,7			1,3
	Канопус	α Кіль	-0,75	55,0			85,0
	Арктур	α Волопас	-0,05	11,1			14,0
	Рігель	α Кентавр	-0,01	1,3	1,4		1,2
	Вега	α Ліра	+0,03	8,1			2,0
	Капелла	α Візничий	+0,08	13,7			13,0
	Рігель	Оріон	+0,13	250,0			52,0
	Проціон	α Мал. Пес	+0,37	3,5	7,6		2,0
	Бетельгейзе	α Оріон	+0,47	150,0			426,0
	Ахернар	α Ерідан	+0,51	40,0			4,0
	Гадар	Кентавр	+0,63	150,0			8,0
	Альтаїр	α Орел	+0,76	5,1	11,3		1,4
	Альдебаран	α Телець	+0,86	20,0			21,0
	Антарес	α Скорпіон	+0,91	130,0			300,0
	Спік а	α Діва	+0,91	80,0			2,6
	Поллукс	Близнята	+1,14	11,0			4,5
	Фомальгаут	α Півд. Риба	+1,19	7,7			1,4
	Денеб	α Лебідь	+1,25	500,0			90,0
	Регул	α Лев	+1,35	27,0			2,8
	Кастор	α Близнята	+1,58	16,0

8. Астроблеми

Давні геологічні структури, які пов’язані з падінням великих метеоритів

9. Астрономічні обсерваторії України і світу

10. Дані про землю

Екваторіальний радіус	Re = 6378,140 м
Середній радіус	= 6371,004 м
Площа поверхні Землі	= 509 495 365 км2
Маса Землі	= 5,973 • 1024 кг
Середня густина Землі	= 5,574 г·см-3
Лінії на швидкість на екваторі	465,119 М · С-1

11. Дані про сонце

Радіус Сонця	= 6,96• 108 м = 696000 км
Найбільший видимий кутовий діаметр	32'35,78"
Найменший видимий кутовий діаметр	31' 31,34 "
Маса Сонця	= 1,989 · 1030 кг = 332 946
Середня густина	= 1,408 г-см-3
Лінійна швидкість на екваторі	2025 м·с-1
Друга космічна швидкість на поверхні	617,7 км·с-1
Світність	= 3,88-1026 Вт
Ефективна температура поверхні	Те = 5807 К
Відстань до центра Галактики	10 000 пк
Швидкість руху навколо центра Галактики	250 км·с-1
Період обертання навколо центра Галактики	200 млн р.

12. Дані про місяць

Середня відстань від Землі	384 401 км = 60,2682
Найбільший видимий кутовий діаметр	33'32"
Найменший видимий кутовий діаметр	29'20"
Радіус Місяця	R = 1738 km
Маса	т = 7,35 • 1022 кг = 1 / 81,301
Середня густина	Предыдущая1234567Следующая
© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти