Физика. 11 класс

Урок 35. Вселенная

Рождение и эволюция Вселенной

Вселенная

Необходимо запомнить

ВАЖНО!

Большое значение для развития современных представлений о строении и развитии Вселенной имеет общая теория относительности, созданная Эйнштейном. Она обобщает теорию тяготения Ньютона для массивных тел и скоростей движения вещества, сравнимых со скоростью света.

Впервые космологическую модель Вселенной в рамках общей теории относительности рассмотрел советский математик Фридман А. Он показал, что Вселенная, однородно заполненная веществом, должна быть нестационарной, и тем самым объяснил наблюдаемую картину разбегания галактик.

Космология – наука, изучающая строение и эволюцию Вселенной.

Теория Большого взрыва, или, как она первоначально называлась, модель горячей Вселенной – космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной как целого. Её предложил российский и американский физик Гамов Г.А.

Впервые термин «Большой взрыв» (Big Bang) применил известный британский астроном и космолог Фред Хойл в своей лекции в 1949 году.

Радиус Вселенной – оценивается с помощью закона Хаббла, R = 1,3 ∙ $10^{10}$ св. лет = 1,24 ∙ $10^{26}$ м.

Возраст Вселенной – оценивается с помощью закона Хаббла, t = 13 ∙ $10^{9}$ лет.

Критическое значение плотности вещества, от которой зависит характер будущего движения (расширения или сжатия) Вселенной $ρ_{кр}$ = 10$^{-26} кг/м^3$.

Если средняя плотность вещества во Вселенной больше критической ( ρ $>$ $ρ_{кр}$), то в будущем расширение Вселенной сменится сжатием, а при средней плотности равной или меньшей критической ( ρ  $ρ_{кр}$), расширение не прекратится. Наблюдаемое разбегание галактик указывает на расширение Вселенной.

Реликтовое излучение – излучение, которое осталось от горячего состояния вещества в начале расширения Вселенной.

Тёмная материя – гипотетическая форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и напрямую не взаимодействует с ним.

Тёмная энергия – гипотетический вид энергии, введённый в математическую модель Вселенной ради объяснения наблюдаемого её расширения с ускорением.

Хронология истории Вселенной в представлении Карла Сагана

Модель Вселенной

Инфляционная модель  сценарий, в котором предполагается, что в первые мгновения своего существования Вселенная представляла собой «ложный вакуум» метастабильное состояние без реальных частиц, которое не превратилось сразу же в реальный физический вакуум только потому, что для этого необходимо было преодолеть некоторый потенциальный барьер. Этот вакуум расширялся с огромной скоростью и, туннелируя через упомянутый барьер (напомним, что, в отличие от классической, квантовая механика этого не запрещает пример тому спонтанное деление ядер и многие переходы в твердых телах), «сваливался» в реальный физический вакуум, энергия которого значительно ниже. В результате выделилась громадная энергия, произошел сильнейший разогрев, и во Вселенной появились реальные частицы (в соответствии с обычными законами термодинамики). С этого времени началось и происходит сейчас её расширение (несравненно более медленное) и постепенное остывание (конечно, «в среднем»), как это качественно и предсказывает общепринятая модель горячей Вселенной.

Предметы

По алфавиту По предметным областям

Классы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
angle-skew-bottom mix-copy next-copy-2 no-copy step-1 step-2 step-3 step-4 step-5 step-6 step-6