Модели и эволюция вселенной.

Науку о вселенной о её строении, эволюции называют космологией. Становление космологии как науки связывают с именем Н.Коперника (в центр вселенной он поместил Солнце). Дальше пошел Дж.Брунно, он считал, что звезды – это далекие «солнца». Он считал, что такие солнца согревают планеты такие как наша и считал, что существует бесконечное количество звезд и миров и предположил, что могут существовать планеты подобные нашей.

Кеплер вывел закономерности движения планет. Вычислил орбиты всех планет солнечной системы и установил, что они движутся по элептическим орбитам.

Ньютон считается создателем небесной механики. Он обнаружил, что все тела тяготеют друг к другу. В его концепции вселенная была бесконечна в пространстве и во времени. Основным законом является закон всемирного тяготения. Пространство, как он полагал, никак не связано с телами (планетами, звездами). Количество звезд и планет во вселенной бесконечно.

Проведенные исследования вселенной установили следующие факты:

1. Вселенная расширяется;

2. Существует ассиметрия между веществом и антивеществом (вещества больше);

3. Материя вселенной однородна.

4. Во вселенной присутствует реликтовое излучение, которое появилось в момент образования вселенной. Реликтовое излучение соответствует излучению абсолютно черного тела температурой 3 градуса кельвина.

Существует несколько сценариев эволюции вселенной:

1. Расширяющаяся вселенная;

2. Сжимающаяся вселенная;

3. Пульсирующая вселенная.

Первоначально концепция расширяющейся вселенной вытекала не из экспериментов, а из общей теории относительности. Впоследствии это предположение было подтверждено экспериментально. Хаббл установил, что галактики «разбегаются», причем чем дальше галактики, тем больше скорость «разбегания». Существует эффект Доплера. Он заключается в том, что если есть источник излучения неподвижный, то наблюдатель воспринимает частоту излучения точно такую же, какую испускает источник. Если же источник удаляется, то для наблюдателя частота уменьшается. И наоборот.

Центра расширения вселенной нет. Вселенная расширяется равномерно.

Существует теория, в соответствии с которой расширение вселенной в какой-то момент может остановиться и начнется обратный процесс – вселенная начнет сжиматься. Таким образом, может чередоваться процесс сжатия и расширения (концепция пульсирующей вселенной). Но однако на день сегодняшний ученые не могут сказать, какой сценарий будет реализован для нашей вселенной.

Процессы расширения и сжатия объясняются наличием скрытой массы (которую мы не можем обнаружить и зафиксировать). Тем не менее считается, что скрытая масса составляет 90% от всей массы вселенной. Наличие скрытой массы как раз и было обнаружено путем разбегания галактик. Измерялись фактические скорости «разбегания» и эти скорости сравнивались с расчетными. Обнаруживались расхождения, которые можно было объяснить наличием скрытой массы (в том числе это и черные дыры).

Существует две модели вселенной:

1. Открытая модель. Вселенная бесконечна и расстояние между галактиками неограниченно возрастает;

2. Замкнутая модель. Расширение сменяется сжатием, а сама вселенная безгранична, но конечна.

Эволюция вселенной описывают спустя некоторое время после большого взрыва. Это время называют временем планка . В это время размер вселенной составляло несколько микрон.

Эра великого объединения . Вселенная перешла из вакуума в состояние сверхплотной материи. Размер вселенной 10 см;

Адронная эра . Возникают кварки, протоны и нейтроны. Размер вселенной км.

Лептонная эра (до 1 секунды);

Фотонная эра (до 1 млн. лет) в это время появляется гелий и атомарный водород.

Формирование газовых облаков, из которых стали создаваться протогалактики и через 1млрд. лет после этого наступила эра образования галактик и звезд.