30. Классификация кварков: ароматы и цвета.

Для согласования кварковой модели адронов с принципом Паули был предложен новый, усложненный вариант модели. Эта модель была предложена в 1965г Н. Н. Боголюбовым, Б. В. Струминским, А. Н. Тавхелидзе в СССР и независимо Й. Намбу, М. И. Ханом в США.

В ней каждый из кварков может появляться в трех различных состояниях, идентичных по всем свойствам, кроме нового особого свойства, названного “цветом” (например, кварки могут быть красными, синими или желтыми). Цвет не имеет прямого отношения к тому, что принято называть цветом в повседневной жизни.

Кварки никак нельзя мыслить в виде окрашенных шариков. Определенный тип кварков (u, d или s) часто именуют “ароматом”. Кварки, как говорят, различают по цвету и аромату.

Согласно этой терминологии каждый аромат кварка может проявляться в трех различных цветовых состояниях, характеризуемых одинаковыми массами, электрическими зарядами и всеми другими свойствами. Антикварки имеют цвета антижелтый, антисиний, антикрасный. Число различных кварков, включая антикварки, равно: 6 x 2 x 3 = 36.

На первый взгляд может показаться, что утроение числа кварков должно привести к значительному увеличению числа адронов, составленных из кварков. Однако в действительности это не так. Чтобы результаты новой кварковой модели согласовались с действительностью, вводится принцип “бесцветности”. Согласно этому принципу все адроны должны быть бесцветными или белыми. Это означает, что каждый барион должен состоять из трех кварков различных цветов. Так как кваркам приписывают основные цвета спектра, то каждая комбинация может быть названа белой, поскольку при смешении основных цветов получается белый цвет.

34.Происхождение Вселенной. Модель расширяющейся Вселенной.

Вселенная возникла примерно 14 млрд лет назад из некоторого начального сингулярного состояния с гигантскими температурой и плотностью и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается. В последнее время ученым удалось определить, что скорость расширения Вселенной, начиная с определённого момента в прошлом, постоянно увеличивается, что уточняет некоторые концепции теории Большого взрыва. Современная стандартная модель развития Вселенной в физической космологии (Лямбда-CDM модель) учитывает эти модификации.

Прежде всего с научной достоверностью установлено, что наша Вселенная не бесконечна и не вечна. Она имеет свои измеряемые размеры, начало и стремится к своему естественному концу. Вот наиболее очевидные аргументы такого научного заключения:

1. Светометрический парадокс. Если бы Вселенная была бесконечной и в ней было нескончаемое количество звезд, то на каждой линии нашего зрения присутствовала бы та или иная ( и не одна) самосветящаяся звезда. В таком случае все ночное небо было бы сплошь усеяно святящимися звездами. Но этого мы не наблюдаем потому. Что число самосветящихся звезд и галактик в нашей Вселенной ограничено, исчислимо.

2. Гравитационный парадокс. Если бы во Вселенной существовало бесконечное число небесных тел, то сила гравитационного притяжение была бы настолько бесконечно великим, что любое движение материальных тел в ней было бы невозможным.

3. Тепловой парадокс. В нашей Вселенной везде и повсеместно господствует закон энтропии, согласно которому тепло (энергия) от более нагретых тел постоянно перетекает к телам холодным до тех пор, пока между ними не установится тепловое (энергетическое) равновесие. Если бы Вселенная существовала вечно, то это естественное равновесие давным-давно установилось бы во Вселенной. Но этого мы опять не наблюдаем.

4. Расширение Вселенной. Наша Вселенная в целом и во всех ее составляющих вещественных частях постоянно и неуклонно расширяется с ускорением 1/3 своего радиуса за каждые миллион лет. На пределах видения самые отдаленные части Вселенной (галактики) удаляются от нас со скоростью 140-150 тысяч километров за секунду. Если наблюдаемую скорость расширения Вселенной запустить в обратном направлении, то течении 18-20 миллиардов лет все вещество Вселенной соберется в одну точку. Следовательно, наша Вселенная начала расширятся, примерно, 18-20 миллиардов лет тому назад.

5. Радиоактивный распад вещества. Все химические элементы, с которых состоит вещество нашей Вселенной, в той или иной мере являются радиоактивными и подвержены радиораспаду, превращению в энергетическое поле. Этот радиораспад имеет популярное название «аннигиляции вещества». Если бы Вселенная существовала вечно, то за вечность все ее вещество давным-давно аннигилировало бы.

35. Вклад Гамова в астрономию.

Георгию Антоновичу Гамову (4 марта 1904 г., Одесса - 20 августа 1968, Болдер, США) принадлежат три научных достижения самого высокого, "нобелевского" ранга в трех фундаментальных областях науки ХХ века - физике, космологии и генетике:

• он открыл квантовую природу альфа-распада (1928);

• построил теорию горячей Вселенной и на ее основе предсказал существование космического реликтового излучения (1946-1953);

• разгадал структуру универсального генетического кода.

Первая из этих работ была сделана до отъезда из России, две другие - в Америке, где он жил с 1934 года.

Специалисты и до сих пор высоко ценят множество других научных результатов, полученных Гамовым в астрофизике, ядерной физике и физике элементарных частиц. Он написал три научные монографии (все по ядерной физике), первая из которых была издана еще в России, и кроме того сочинил 20 (!) научно-популярных книг, каждая из которых выходила десятками изданий на многих языках мира. В 1970 году в США вышла его последняя книга - неоконченная книга воспоминаний "Моя мировая линия: неформальная автобиография".

Первое событие на его мировой линии произошло ровно сто лет назад.

36. Эволюция и строение галактики.

Галактика – гигантская система, состоящая из скоплений звезд и туманностей, образующих в пространстве достаточно сложную конфигурацию.

По форме галактики условно разделяются на три типа: эллиптические, спиральные и неправильные.

Эллиптические галактики обладают пространственной формой эллипсоида с разной степенью сжатия. Они являются простыми по структуре: распределение звезд равномерно убывает от центра.

Спиральные галактики представлены в форме спирали, включая спиральные ветви. Это самый многочисленный вид галактик, к которому относится и наша Галактика – Млечный путь.

Неправильные галактики не обладают выраженной формой, в них отсутствует центральное ядро.

В строении правильных галактик очень упрощенно можно выделить центральное ядро и сферическую периферию, представленную либо в форме огромных спиральных ветвей, либо в форме эллиптического диска.

Ядра галактик проявляют свою активность в разных формах:

• в непрерывном истечении потоков вещества;

• в выбросах сгустков газа и облаков газа с массой в миллионы солнечных масс;

• в нетепловом радиоизлучении из околоядерной области.

В ядре галактики сосредоточены самые старые звезды, возраст которых приближается к возрасту галактики. Звездного и молодого возраста расположены в диске галактики.