трусики женские украина

На головну

Сучасні представлення походження Всесвіту (Теорія Великого вибуху) - Природознавство

Інститут міжнародного права і економіки

імені А.С. Грібоєдова

Юридичний факультет

Заочне відділення

II курс

Курс «Концепція сучасного природознавства»

Реферат

Сучасні представлення походження

Всесвіту (теорія Великого вибуху)

Реферат студента

групи Ю-23

Дорошина

Андрія Євгенійовича

м. Петрозаводск (філія)

2000 р.

СУЧАСНІ ПРЕДСТАВЛЕННЯ ПОХОДЖЕННЯ

ВСЕСВІТУ (ТЕОРІЯ ВЕЛИКОГО ВИБУХУ)

ПЛАН РЕФЕРАТУ:

Введення 3

1. Чи Був Великий вибух? 3-4

2. Стандартний сценарій Великого вибуху 4-7

3. Сучасні теорії про подальшу еволюцію вселеної 7-8

4. Проблеми теорії Великого вибуху 8-10

Висновок 11

Глосарій 12

Список використаної літератури 13

Введення

Проблеми зародження і існування Всесвіту займали самого древню людину. Небо, яке було доступно його огляду, було для нього дуже цікаво. Недаремно астрономія вважається однією з самих древніх наук про природу. Не втратив інтересу до вивчення проблем космосу і сучасна людина, але він дивиться глибше, його вже цікавить не просто з'ясування питання, що є Всесвіт? Сучасні вчені шукають відповіді на наступні питання:

а) Що було, коли Всесвіт народжувався?

б) Як давно це було і як відбувалося?

в) Чи Народжувався Всесвіт взагалі або вона глобально стационарна?

Для пошуку відповідей на ці непрості питання в астрономії з'явилася нова галузь - космологія. По визначенню А.Л. Зельманова (1913-1987) космологія - це сукупність накопичених теоретичних положень про будову речовини і структурі Вселеній, як суцільного об'єкта, так і окремі наукові знання охопленого астрономічними спостереженнями світу як частини Вселеної. Космологія стала шукати різні варіанти відповідей на поставлені питання, висувати різні теорії і гіпотези. Так з'явилася Теорія Великого вибуху і гіпотези, що описують перші миті народження Всесвіту, її структуризацію і розвиток.

Космологія, як і будь-яка сучасна наука, сьогодні бурхливо живе і розвивається, в більшій мірі за рахунок «альтернативних теорій». Все це дозволяє людству точніше зрозуміти суть фізичних процесів, дає можливість вченим прогнозувати подальшу еволюцію Всесвіту.

У тому, що пропонується Вашій увазі реферату, я постараюся освітити проблеми походження Всесвіту, зокрема теорію Великого вибуху, перші етапи життя Вселеного, перспективи її розвитку.

1. Чи Був Великий вибух?

Академік Я.Б. Зельдович писав з цього приводу в 1983 р.: «Теорія «Великого вибуху» в даний момент не має скільки-небудь помітних недоліків. Я би навіть сказав, що вона так же надійно встановлена і вірна, як вірне те, що Земля обертається навколо сонця. Обидві теорії поміщалися центральну в картині світобудови свого часу, і обидві мали багато противників, що затверджували, що нові ідеї, закладені в них, абсурдны і суперечать здоровому глузду. Але подібні теорії не в змозі перешкоджати успіху нових теорій».

На чому заснована упевненість академіка Я.Б. Зельдовича в справедливості теорії «гарячому Всесвіту»? Є ряд даних, які підтверджують теорію Великого вибуху.

По-перше, це дані про вік небесних тіл. Ми знаємо, що вік Сонячної системи близький до 4,6 млрд. років. Менш точно відомий вік самих старих зірок, швидше усього він близький до віку нашої і інших галактик (10-15 млрд. років). Отже, дані про вік небесних тіл порівнянні з даними про вік Метагалактіки.

Друге підтвердження складається в тому, що дані радіоастрономії свідчать, що в минулому далекі внегалактические джерела радіовипромінювання випромінювали інтенсивніше, ніж сьогодні, отже, ці джерела еволюціонують. Коли сьогодні ми спостерігаємо могутнє джерело радіовипромінювання, необхідно пам'ятати про те, що перед нами його далеке минуле, адже сьогодні радіотелескопи приймають хвилі, які були випромінювані мільярди років тому. Факт, що радиогалактики і квазары еволюціонують, причому час їх еволюції співпадає згодом існування Метагалактіки, говорить на користь теорії Великого вибуху.

Третім важливим підтвердженням теорії, що розглядається, є поширеність хімічних елементів, що спостерігається з тим співвідношенням гелію і водня (1/4 і 3/4 відповідно), яке виникло під час первинного термоядерного синтезу.

Головним же підтвердженням теорії Великого вибуху («гарячого Всесвіту») вважається відкриття реліктового випромінювання. Для космології це явище має фундаментальне значення, порівнянне по значенню з відкриттям розширення Метагалактіки.

У чому суть відкритого реліктового випромінювання? Так званий «відрив» випромінювання від речовини відбувався, коли температура в Всесвіті, що розширяється була порядку 3000-4000 К. В ході подальшого розширення Всесвіту температура знижувалася, але характер випромінювання (його спектр) зберігся до наших днів, нагадуючи про далеку «молодість» Метагалактіки.

Радянський астрофізик І.С. Шкловський запропонував називати це випромінювання реліктовим. Теорія передбачила існування реліктового випромінювання. Теоретичні оцінки температури реліктового випромінювання були дані в 40-50 м. м. в роботах Г.А. Гамова, а потім його учнів Р. Альфреда і Р. Германа. У 1964 р. радянські астрофізики І.Д. Новіков і А.Г. Дорошкевич уперше виконали конкретні розрахунки інтенсивності випромінювання різних об'єктів: зірок, міжзоряного пилу, галактики і т.д.

В кінці 60-х років група американських вчених на чолі з Р. Дікке приступила до спроб виявити реліктове випромінювання. Але їх випередили А. Пензіас і Р. Вільсон, що отримали в 1978 р. Нобелівську премію за відкриття мікрохвильового фону (ця офіційна назва реліктового випромінювання) на хвилі 7,35 див.

Примітно, що майбутні лауреати Нобелівської премії не шукали реліктове випромінювання, а в основному займалися відладкою радиоантенны для роботи по програмі супутникового зв'язку. З липня 1964 р. по квітень 1965 р. вони при різних положеннях антени реєстрували космічне випромінювання, природа якого спочатку була ним не ясна. Цим випромінюванням і виявилося реліктове випромінювання.

2. Стандартний сценарій Великого вибуху

Нас цікавлять події, які сталися, за різними оцінками, 13 - 20 млрд. років тому (13 млрд. років відповідно до теорії «закритого світу», а 20 млрд. років по теорії «Відкритого світу»). Весь цей час наш Всесвіт, згідно з теорією Великого вибуху, постійно розширялася. У пролом же густина речовини повинна було бути величезною. Згідно з теорією А. Фрідмана слідує, що густина могла бути нескінченно великою, хоч деякі вчені називають деяку можливу межу значення густини речовини, приблизно рівну 1097кг/м3.

Іншим важливим параметром є температура. Питання про те, холодною» або «гарячою» була матерія в ту епоху, довгий час залишався спірним. Вирішальні докази, що Всесвіт був гарячим, вдалося отримати в середині 60-х років. У цей час більшість космологов вважає, що матерія на початку розширення Всесвіту була не тільки сверхплотной, але і дуже гарячої, а теорія що розглядає фізичні процеси на початку розширення Всесвіту отримала назву «теорії гарячому Всесвіту».

Згідно з цією теорією, ранній Всесвіт являв собою гігантський прискорювач «елементарних» частинок. Початком роботи Вселенського прискорювача був Великий вибух. Цей термін часто застосовують сучасні космологи. Розліт галактик, що Спостерігається і їх скупчень - слідство Великого вибуху. Академік Я.Б. Зельдович назвав цей вибух астрономічним, тим самим, підкресливши його відмінність від хімічного вибуху.

У обох вибухів є спільні риси, наприклад, в обох випадках речовина після вибуху охлаждаться при розширенні, падає і його густина. Але є і істотний відмінності. Головне складається в тому, що хімічний вибух зумовлений різницею тиску у речовині, що вибухає і тиском в навколишньому середовищі (повітрі). Ця різниця тиску створює силу, що повідомляє швидкість частинкам заряду вибухової речовини. У астрономічному вибуху подібної різниці тиску немає. Астрономічний вибух не почався з якогось певного центра, розповсюджуючись на все більші області, а стався відразу у всьому просторі, що існував тоді. Уявити собі це дуже важко, тим більше що «весь простір» на початку вибуху міг бути як кінцевим (теорія замкненого світу), так і нескінченним (теорія відкритого світу).

У теорії космології приято еволюцію всесвіту розділяти на 4 ери:

а) адронна ера (початкова фаза, що характеризується високою температурою і густиною речовини, що складається з елементарних частинок - «адронів»);

б) лептонна ера (наступна фаза, що характеризується зниженням енергії частинок і температури речовини, що складається з елементарних частинок «лептонів». Адрони розпадаються в мюон і мюонне нейтрино - утвориться «нейтринное море»;

в) фотонна ера або ера випромінювання (характеризується зниженням температури до 10 До, анігіляцією електронів і позитронів, тиск випромінювання повністю відділяє речовину від антиречовини);

г) зіркова ера (тривала ера речовини, епоха переважання частинок, продовжується з часу завершення Великого вибуху (приблизно 300 000 років тому) до наших днів.

У нульовий момент часу Всесвіт виник з сингулярности, тобто з точки з нульовим об'ємом і нескінченно високими густиною і температурою. Намагаючись пояснити походження Всесвіту, прихильники Великого вибуху стикаються з серйозною проблемою, оскільки початковий стан Всесвіту в розробленій ними моделі не піддається математичному опису. У їх описах Всесвіт на початку являв собою точку простору нескінченно малого об'єму, нескінченно велику густину, що мала і температуру. Такий стан речовини в принципі не може бути описаний математично. На мові науки це явище отримало назву «сингулярности».

Протягом першої мільйонної частки секунди, коли температура значно перевищувала 1012К (за деякими оцінками до 1014К), а густина була немислимо велика, відбувалися неймовірно швидко сменяющие себе екзотичні взаємодії, недоступні розумінню в рамках сучасної фізики. Ми можемо лише роздумувати, які були ці перші миті, наприклад, можливо, що чотири фундаментальні сили природи були такі, що злилися воєдино. Є основи вважати, що до кінця першої мільйонної частки секунди вже існував первинний «бульйон» багатих енергією («гарячих») частинок випромінювання (фотонів) і частинок речовини. Інакшими словами матерія Всесвіту являла собою электронно-позитронные пари (е-і е+); мюон і антимюон (мі м+); нейтрино і антинейтрино, як електронними (ve, ve), так і мюонними (vm, vm) і тау-нейтрино (vt, vt); нуклонами (протонами і нейтронами) і електромагнітним випромінюванням. Ця самовзаимодействующая маса знаходилася в стані так званої теплової рівноваги.

У ті перші миті всі частинки, що були повинні були безперервно виникати (парами - частинка і античастинка) і аннигилировать. Це взаємне перетворення частинок у випромінювання і зворотно продовжувалося до тез пір, поки густина енергії фотонів перевищувала значення порогової енергії утворення частинок. Коли вік Всесвіту досяг однієї сотої частки секунди, її температура впала приблизно до 1011К, ставши нижче порогового значення, при якому можуть народжуватися протони і нейтрони, деякі з цих частинок уникли анігіляції - інакше в сучасній нам Всесвіту не було б речовини. Через 1 секунду після Великого вибуху температура знизилася до 1010К, і нейтрино перестало взаємодіяти з речовиною. Всесвіт став практично «прозорим» для нейтрино. Електрони і позитрони ще продовжували аннигилировать і виникати знов, але приблизно через 10 секунд рівень густини енергії випромінювання впав нижче і їх порога, і величезне число електронів і позитронів перетворилося у випромінювання катастрофічного процесу взаємної анігіляції. По закінченню цього процесу, однак, залишилася певна кількість електронів, достатня, щоб, об'єднавшись з протонами і нейтронами, дати початок тій кількості речовини, яку ми спостерігаємо сьогодні у Всесвіті.

Існує два основних погляди на процес формування галактик. Перший складається в тому, що в будь-який момент часу в суміші речовини, що розширяється і випромінювання могли існувати випадково розподілені області з густиною вище середньої. Внаслідок сил тяжіння ці області спочатку відділилися у вигляді дуже протяжних згустків речовини. У цих згустках почався процес фрагментації, що привів до утворення хмар менших розмірів, які пізніше перетворилися в скупчення і окремі галактики, що спостерігаються сьогодні. Далі в цих менших (по галактичних розмірах) згустках під дією сил тяжіння у випадкових неоднорідностях густини почалося формування зірок. Інша точка зору дає інший сценарій: спочатку з флуктуацій густини в первинній кулі, що розширяється сформувалися численні (малі) галактики, які з течією часу об'єдналися в скупчення, в сверхскопления і, можливо, в більш великі ієрархічні структури.

Головною в спорі цих двох поглядів є відповідь на питання, чи мав процес Великого вибуху вихровий (турбулентний) характер або протікав більш гладко. Ознак турбулентності в крупномасштабний структурі сьогоднішньому Всесвіту не спостерігається. Всесвіт виглядає дивно згладженим у великих масштабах, незважаючи на деякі відхилення, загалом далекі галактики і їх скупчення галактики розподілені по всьому небу рівномірно, а міра изотропности фонового випромінювання також досить висока. Все це примушує визнати, що Великий вибух був безвихревым, впорядкованим процесом розширення.

У 1978 р., намагаючись знайти обгрунтування для співвідношення фотонів, що спостерігається і баріонів (108: 1) М. Ріс висловив припущення, що фонове випромінювання може бути результатом «епідемії» утворення масивних зірок, що почалася відразу після відділення випромінювання від речовини і до того, як вік Всесвіту досяг 1 млрд. років. Тривалість життя цих зірок не могла перевищувати 10 млн. років, багато чим з них було призначено пройти стадію сверхновых і викинути в простір важкі хімічні елементи, які частково зібралися в крупинки твердої речовини, утворивши хмари міжзоряного пилу. Цей пил, нагрітий випромінюванням догалактических зірок, міг, в свою чергу, випускати інфрачервоне випромінювання, яке внаслідок його червоного зміщення, викликаного розширенням Всесвітом, спостерігається зараз як мікрохвильове фонове випромінювання.

Ця точка зору не отримала широкого визнання, але в 1979 р. Д.П. Вуді і П.Л. Річардс з Каліфорнійського університету опублікували результати спостережень, вказуючі на деякі відхилення характеристик мікрохвильового фонового випромінювання від кривої випромінювання абсолютно чорного тіла. У тому ж році М. Роуэн-Робинсон, Дж. Негропонте і Дж. Силк (Коледж королеви Марії, Лондон) указали, що відхилення виявлені Вуді і Річардсом, може бути пояснено випромінюванням пылевых хмар, що утворилися услід за «епідемією» масового формування зірок, що відповідає теорії М. Ріса. Якщо ця нова теорія відповідає істині, то це означає, що переважна кількість всієї маси Вселеної міститься в невидимих залишках зірок первинного, догалактического, покоління і в цей час може знаходитися в масивних темних гало, навколишніх яскраві галактики, які ми спостерігаємо сьогодні.

3. Сучасні теорії про подальшу еволюцію вселену

Іноді сьогоднішню стадію еволюцію Всесвіту можна порівняти з фейєрверком, який закінчився. Залишилися іскри, що горять, попіл і дим. Ми стоїмо на захололому полі, вдивляючись в старіючі зірки і згадуючи красу і блиск Всесвіту.

Що ж чекає наш Всесвіт в майбутньому, якщо вона буде неограничено розширятися? Про процес розширення, що продовжується нашого Всесвіту свідчать майже всі дані спостережень. По мірі розширення простору матерія стає все більш розрідженою, галактики і їх скупчення все більш віддаляються один від одного, а температура фонового випромінювання наближається до абсолютного нуля. Згодом всі зірки завершать свій життєвий цикл і перетворяться або в білих карликів, що остигають до стану холодних чорних карликів, або в нейтронні зірки або чорні діри. Ера речовини, що святиться закінчиться, і темна маса речовини, елементарні частинки і холодне випромінювання будуть безглуздо розлітатися в пустоті, що безперервно розряджається.

Проте, чорні діри не залишаться без роботи. Маючи на те досить часу, чорні діри поглинуть безліч речовини всесвіту. Якщо теорія Хокинга вірна, то чорні діри будуть продовжувати випускати випромінювання, але чорним діри (з масою рівній масі Сонця) буде потрібний дуже тривалий час, перш ніж це помітно змінить щось. Фонове випромінювання вихолоне набагато раніше, ніж чорні діри почнуть випромінювати більше, ніж вони будуть поглинати з цього фонового випромінювання. Такий момент настане тоді, коли вік Всесвіту стане приблизно в десять мільйонів разів більше передбачуваного на сьогодні. Повинно пройти біля 1066лет, перш ніж чорні діри сонячної маси почнуть вибухати, викидаючи потоки частинок і випромінювання.

Дж. Б. Берроу з Оксфордського університету і Ф. Тіплер з Каліфорнійського університету в своїх роботах намалювали картину віддаленого майбутнього Всесвіту, що необмежено розширяється. Навіть всередині старої нейтронної зірки зберігається ще досить енергії. Щоб час від часу повідомляти частинкам, що знаходяться поблизу її поверхні, швидкість, що перевищує швидкість втікання. Передбачається, що внаслідок цього через досить тривалий час вся речовина нейтронної зірки повинно випаруватися. Розпадуться і чорні діри, викликавши народження (в рівних пропорціях) частинок і античастинок. На думку Берроу і Тіплера, якщо запас енергії у Всесвіті достатній тільки для того, щоб забезпечити її необмежене розширення, то ефект електричного тяжіння в электронно-позитронных парах переважить і гравітаційне тяжіння і загальне розширення Всесвіту як цілого. За певний кінцевий час всі електрони проаннигилируют з всіма позитронами. У кінцевому результаті останньої стадії існуючої матерії виявляться холодні темні тіла, що не розлітаються і чорні діри, а безбережне море розрідженого випромінювання, що остигає до кінцевої, всюди однакової, температури.

Другий початок термодинаміки показує, що кінець еволюції Вселеної наступить, коли вирівняється температура її речовини. Оскільки тепло передається від більш теплих тіл до більш холодних, відмінність їх температур згодом згладжується, і здійснення подальшої роботи стає неможливим. Ця думка про «теплову смерть» Вселену була висловлена ще в 1854 р. Г. Гельмгольцем (1821-1894). Цікаво, що наше сучасне уявлення про Всесвіт, що необмежено розширяється разом з концепцією квантового випромінювання чорних дір, яка заснована на аналогії між гравітацією і термодинамікою, привели (більш кружним шляхом) до тих же висновків, що зробив Гельмгольц.

Ми не можемо знати точно, який буде вихід противоборства розширення Всесвіту і гравітаційного тяжіння її речовини. Якщо переможе тяжіння, то Вселена коли-небудь сколапсирует в процесі Великого стиснення, яке може виявитися кінцем її існування, або прелюдією до нового розширення. Якщо ж сили тяжіння програють «битву», то розширення буде продовжуватися необмежено довго, але тяжіння буде продовжувати грати істотну роль у визначенні остаточного стану речовини. Речовина може перетворитися в безбережне море однорідного випромінювання, або продовжиться розсіювання темної холодної маси. У неясному далекому майбутньому минула епоха зіркової активності може виявитися лише найкоротшою миттю в нескінченному житті Вселеному.

На сьогоднішній день всі дані говорять про те, що наш Всесвіт приречений на вічне розширення. Багато чим була б по душі пульсуюча модель Всесвіту, що дає надію на відродження нехай не живих істот, то, принаймні, таких звичних нам речей, як речовина і випромінювання. У будь-якому випадку нам залишається приймати долю космосу такої, як вона є: Всесвіт не вибирають.

4. Проблеми теорії Великого вибуху

Теорія Великого вибуху захоплює уяву і мало кого залишає байдужим. Створюється враження, що вона заснована на фактичному матеріалі і підкріплена математичними викладеннями і тому більшості людей вона здається більш прийнятної, ніж релігійне пояснення виникнення Всесвіту. Однак, на думку ряду ученых-космологов теорія, що розглядається є лише останньою з цілого ряду спроб пояснити зародження Всесвіту з позицій фізичного світогляду, згідно з яким мир являє собою породження матерії, функціонуючої відповідно суворому до законів фізики.

Спроби вчених створити таку фізичну модель походження Всесвіту засновуються на трьох аксіомах: всі явища природи можуть бути повністю пояснені фізичними законами, вираженими в математичній формі; ці фізичні закони універсальні і не залежать від часу і місця; всі основні закони природи прості. Більшість людей приймає ці постулати як щось само собою що розуміється, але насправді ніхто і ніколи не міг довести їх істинності. І більш, довести їх справедливість непросто. Тому не можна виключати, що в основі Вселеній лежать принципово інакші закони, що не піддаються простому математичному опису. Існує психологічна причина, що примушує вчених дотримуватися такого погляду: якщо структура Всесвіту може бути описана простими фізичними законами, з'являється надія, незважаючи на обмеженість людського розуму, рано або пізно зрозуміти цю структуру. Якщо допустити, що наш Всесвіт нескінченно складний, то треба визнати, що людині з його обмеженим розумом, знаннями і можливостями буде дуже важко зрозуміти її структуру.

Потрібно визнати можливість того, що уявлення вчених про те, що фізичні закони відкриті ними в лабораторіях, на Землі, діють у всьому Всесвіті і на всіх етапах її еволюції, м'яко говорячи, необгрунтовані. З одного боку без таких допущень не може обійтися жодна спроба пояснення походження Всесвіту, адже ми не можемо повернутися на мільярди років тому і отримати пряму інформацію про зародження нашому Всесвіті. З іншого боку, багато які вчені визнають ризикованість перенесення наших вельми обмежених знань на світобудову загалом. Можливо, сама спроба створити просту математичну модель Всесвіту не цілком коректна і зв'язана з труднощами принципового характеру.

Першою проблемою є поняття «сингулярности». Професор радіоастрономії Манчестерського університету Б. Лоувел писав об сингулярности наступне: «У спробі фізично описати початковий стан Всесвіту ми натикаємося на перешкоду. Питання в тому, чи є ця перешкода переборним. Може всі наші спроби науково описати початковий стан Всесвіту, зазделегідь приречені на невдачу? Це питання, а також концептуальні труднощі, пов'язані з описом сингулярної точки в початковий момент часу, є однією з основних проблем сучасної наукової думки».

На сьогоднішній день ця перешкода не змогли подолати навіть самі видатні вчені, розробляючі теорію Великого вибуху. Таким чином, дана теорія стикається з непереборними проблемами буквально з самого початку, в більшості науково-популярних викладів теорії великого вибуху складності, пов'язані з початкової сингулярностью або замовчуються, або згадуються побіжно. У спеціальних же статтях вчені визнають їх головною перешкодою. Професори математики С. Хоукинг з Кембріджа і Г. Елліс з Кейптауна відмічають в своїй монографії «Крупномасштабний структура простору-часу» відмічають: «... результати наших спостережень підтверджують припущення про те, що Всесвіт виник в певний момент часу. Однак сам момент початку витвору, сингулярность не підкоряється жодному з відомих законів фізики».

Якщо яка-небудь модель Всесвіту постулювала сингулярность, це, безсумнівно, створює великі теоретичні труднощі. Намагаючись піти від відповіді на питання, що стосуються сингулярности, вчені запропонували теорію так званого «Нескінченно пульсуючого Всесвіту». Відповідно до цієї теорії, Всесвіт розширяється, а потім стискується до сингулярности, потім знову розширяється і знов стискується. Ця теорія, на перший погляд, знімає питання про походження Всесвіті - у неї немає початку і кінця, вона існує вічно. Але досі ніхто не зміг задовільно пояснити механізм пульсування. Крім цього С. Вайнберг в своїй роботі «Перші 3 хвилини» затверджує, що кожний цикл розширення і стиснення повинен приводити до певних прогресуючих змін, а це означає, що у Всесвіту повинен бути початок, інакше вся історія Всесвіту буде регресом, що розтягся на вічність.

Фізик А. Гут з Массачусетського технологічного інституту запропонував свою теорію Великого вибуху, яка пояснює спонтанне виникнення цієї організації, усуваючи необхідність штучно вводити точні параметри в рівняння, що описують початковий стан Всесвіту. Його модель була названа «інфляційним Всесвітом». Суть її в тому, що всередині швидко, перегрітим Всесвітом, що розширяється невелика дільниця простору охлаждаться і починає розширятися швидше, подібно тому, як переохолоджена вода стрімко замерзає, розширяючись при цьому. Ця фаза швидкого розширення дозволяє усунути деякі проблеми, властиві стандартній теорії Великого вибуху. Однак і ця модель не позбавлена недоліків і основним є те, що для того, щоб рівняння Гута правильно описували інфляційний Всесвіт, йому довелося дуже точно задати початкові параметри для своїх рівнянь. Гут і його співавтор П. Штайнгарт визнають, що в їх моделі «розрахунки приводять до прийнятних результатів тільки у випадку, якщо задані початкові параметри рівнянь варіюють в дуже вузькому діапазоні. Більшість теоретиків (включаючи і нас самих) вважають початкові умови малоймовірними».

Теорія великого вибуху не дає однозначно пояснення походження галактик, представлені в даній роботі два погляди на цю проблему не є єдиними. С. Вайнберг в своїй книзі «Перші 3 хвилини» пише: «Теорія виникнення галактик являє собою одну з самих важких проблем астрофізики, проблем, ще дуже далеких від дозволу».

Всі сучасні космологічні теорії спираються не тільки на класичну фізику, але і на квантову механіку, які принципово відрізняється один від одного. Якщо класична фізика займається описом поведінки матеріальних об'єктів, то квантова механіка зосереджена тільки на математичному описі процесів спостереження і вимірювання. Таким чином, речовинна матеріальна реальність зникає з її поля зору. У квантовій механіці нарівні з об'єктом і інструментами дослідження третім елементом картини, що аналізується стає спостерігач. Тому застосування квантової механіки для опису Всесвіту зв'язане з труднощами, адже по визначенню всі спостерігачі є частиною Всесвіту і позбавлені можливості бути стороннім спостерігачем. У спробі сформулювати версію квантової механіки, яка не потребує стороннього спостерігача, відомий фізик Дж. Уилер запропонував модель, відповідно до якої Всесвіт постійно розщіплюватися на нескінченну кількість копій. Кожний паралельний Всесвіт має своїх спостерігачів, які бачать даний конкретний набір квантових альтернатив, і всі ці Всесвіти реальні.

В. Віт писав про свою реакцію на цю теорію в журналі «Фізікс тудэй»: «Я досі пам'ятаю потрясіння, яке випробував, уперше ознайомившись з теорією множинності світів. Думка про те, що кожна мить з мене з'являється 10 в 100-ой міри, злегка відмінних один від одного двійників, і кожний з них продовжує безупинно ділитися поки не зміниться до невпізнання, не укладається в рамки здорового глузду. Ось справді картина нескінченно прогресуючої шизофренії...».

Мало того, що теорія відносності і квантова механіка самі по собі в застосуванні до космології дають безглузді і фантастичні моделі, більшість вчених покладають великі надії на нестворену ще теорію єдиного поля, яка повинна об'єднати в собі теорію відносності і квантову механіку. На жаль обидві теорії, застосовані в космології, багато в чому суперечать один одному.

Таким чином, на мою думку, всі теорії Великого вибуху не можуть претендувати на роль наукового пояснення походження Всесвіту. Однак ряд вчених в своїх виступах в популярних передачах, в своїх публікаціях в науково-пізнавальних журналах і в підручниках представляють справу так, неначе їм вдалося пояснити походження Всесвіту. Важко уявити собі що-небудь більш далеке від істини.

Висновок

Хоч академік Я.Б. Зельдович не сумнівався в правильності теорії Великого вибуху, і на її користь говорить цілий ряд наукових фактів, розрахунків і гіпотез, деякі вчені скептично відносяться до даної теорії. У основі їх аргументації лежать факти і питання, що не знайшли свого освітлення в теорії Великого вибуху:

По-перше, теорія Великого вибуху не дає відповідей на наступні питання: Що примусило речовину Всесвіту розширятися? Що відбувалося до початку розширення, до моменту сингулярности? Чи Кінцеві простір і маса? Звідки вони беруться?

По-друге, незважаючи на те, що теорія Великого вибуху засновується на загальній теорії відносності, вона допускає розбігання деяких частинок з швидкостями, що перевищують швидкості світла. Крім цього, вказуючи на обмеження можливої густини речовини (не більше за 1097), висувається гіпотеза про первинний точечности Всесвіт, а отже, все-таки, про нескінченну густину речовини (так як маса нескінченна).

По-третє, досить абстрактно і вільно розглядаються такі складні питання, як межі і відвертість Всесвіту, евклидова і неевклидова модель Всесвіту.

В- четвертих, не знаходять ваговитого фактичного підтвердження існування таких частинок як гіперони і мезони, які по теоретичних викладеннях «зручно» вписуються в існуючу теорію.

По-п'яте, ...

Перелік претензій невичерпний. Основне ж зауваження складається в тому, що всі методи аналізу, дослідження, висунення теорій і гіпотез здійснюється при високій мірі допущень. Така міра допущень не дозволена для такої глобальної теорії, як теорія Великого вибуху.

Загалом же знань що є в розпорядженні людства недостатньо для остаточного розгляду еволюції Вселеної, дане питання вимагає подальших серйозних досліджень і наукових відкриттів.

ГлоссарійАдрони - загальна назва елементарних частинок (баріонів і мезонів), схильних до сильної взаємодії, завдяки якому зберігається стійкість атомних ядер.

Античастинки - електричні частинки, маса і спин яких точно рівний масі і спину частинки, а електричний заряд, магнітний момент і інші подібні характеристики рівні по величині і протилежні по знаку тим же характеристикам частинки. Характерною властивістю таких пар (частинка-античастинка) є їх анігіляція при зіткненні і народження їх в процесах взаємодії частинок високих енергій.

Анігіляція - перетворення частинок і античастинок при їх зіткненні в інші частинки.

Баріони - «важкі» елементарні частинки з масою менше протона і спіном, рівним 1/2. До них відносять, наприклад нуклони (протони і нейтрони), а також багато інших частинок (див. кварки).

Бозони - великий клас елементарних частинок з цілочисельним спіном (наприклад, фотони зі спіном 1). До цього класу належать мезони, проміжні векторні бозони і інш. частинки.

Вектор-нуклони - див. баріони.

Гамір-випромінювання - випромінювання, виникаюче при гальмуванні заряджених частинок великої енергії в речовині, анігіляції пар і т.д.

Глюони - гипотические елементарні частинки (спин рівний 1, маса спокою Про), що забезпечують взаємодію між кварками.

Кварки - гипотические фундаментальні частинки, з яких, по сучасних уявленнях, складаються всі адрони (баріони з 3 кварків, мезони з кварка і антикварка). Кварки володіють спіном ½, баріонним зарядом 1/3, електричними зарядами -2/3 і +1,3 заряди протона, а також специфічним квантовим числом «колір». Експериментально (непрямо) виявлене 6 типів кварків. У вільному стані не виявлені.

Лептони - фізично найбільш легкі елементарні частинки зі спіном 1/2, що не мають баріонного заряду, але що володіють лептонним зарядом; до лептонів відносяться електрон, важкий лептон, позитрон, нейтрино, мюон, несучий електричний заряд і їх античастинки.

Мезони - нестабільні елементарні частинки з масою, проміжною між масою протона і електрона, спин рівний 0 (див. кварки).

Мюон - нестабільні позитивно і негативно заряджені елементарні частинки зі спіном 1/2, масою біля 207 електронної маси і часом життя ~10-6сек., відносяться до лептонів.

Нейтрино - фізично нестабільна нейтральна елементарна частинка з масою, рівною, по видимому 0 і спіном 1/2. Відносяться до лептонів. Виникає при беті-розпаді атомних ядер і при розпаді елементарних частинок; надзвичайно слабо взаємодіє з речовиною.

Нейтрони - фізично і електрично нейтральний елемент частинки з масою, майже рівній масі протона і спіном 1/2; входить до складу атомних ядер, у вільному стані нестабільний, час життя 16 мін (див. баріони).

Пионы (р-мезони) - група трьох нестабільних елементарних частинок (адронів) з нульовим спіном і масою біля 207 э.м.; 2 пиона (р+і р-) несуть елементарний заряд, третій (p0) електрично нейтральний.)( Є переносчиками ядерних сил.)(

Протон - стабільна елементарна частинка зі спіном 1/2 і масою в 1836 э.м.)( (~ 10-24гр.), що відноситься до баріонів;)( ядро легкого ізотопу атома водня (протия).)( Разом з нейтронами утворить всі атомні ядра.)(

Колір - квантове число, що характеризує кварки і глюони.)( Для кожного типу кварків приймає одне з трьох значень.)( В квантової хромодинамике з «кольором» пов'язаний специфічний «колірний заряд», що визначає взаємодію «кольорових» частинок.)(

Електрон - стабільна негативно заряджена елементарна частинка зі спіном 1/2, масою біля 9*10-28гр.)( і магнітним моментом, рівним магнетону Бора.)( Відноситься до лептонів і бере участь в електромагнітній і слабій гравітаційній взаємодіях.)( Електрон - один з основних структурних елементів речовини.)( Електронні оболонки атомів визначають основні оптичні, електричні, магнітні і хімічні властивості атомів і молекул, а також більшість властивостей твердих тіл.)(

Список використаної літератури

1.)( Демин В.Н. «Таємниці Вселеної», «Наука», Москва, 1998 р.

2.)( Клечек Й. І Якеш П. «Всесвіт і земля», «Артія», Прага, 1986 р. (видання на російській мові).)(

3.)( Кесарів В.В. «Еволюція речовини у Всесвіті», «Атоміздат», Москва, 1989 р.

4.)( Левитан Е.П. «Еволюціонуюча Вселена», «Освіта», Москва, 1993 р.

5.)( Марочник Л.С., Насельський П.Д. «Всесвіт:)( учора, сьогодні, завтра», збірник «Космонавтика, астрономія», випуск № 2 за 1983 р.

6.)( Нарлікар Дж.)( «Несамовита Вселена», видавництво «Мир», Москва, 1985 р.

7.)( Новиков И.Д. «Еволюція Всесвіту», 3 видання, «Наука», Москва, 1993 р.

8.)( «Великі) проблеми Великого вибуху», журнал «Джерела», № 1 за 1999 р.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка