9. Зарождение вселенной. Основные положения космологии.

Ученые считают, что началом возникновения нашей Вселенной послужил невообразимо мощный Большой Взрыв, который произошел 15 – 18 млн лет назад.

Теория Большого Взрыва.

Установлено, что в настоящее время галактики удаляются друг от друга с определенной скоростью. Следовательно вчера они были ближе а позавчера еще ближе друг к другу. Следовательно в прошлом был момент времени t нулевое, когда это движение началось из какой-то одной точки. Если предположить что в этот момент времени все галактики находились в состоянии покоя, тогда бы они притягивались друг к другу и вселенная сжималась бы. Следовательно произошло какое-то событие придавшее ускорение и направление движению галактик. Это событие называют Большой Взрыв и предполагают что после него частицы получили огромную начальную скорость и начали разлетаться в разные стороны.

Время рождения вселенной можно приблизительно оценить исходя из закона Хаббла: зная расстояние между галактиками и скорость их расхождения можно вычислить время. (S=V*t) Таким образом развитие Вселенной началось с «первоначального вещества» имеющего плотность 10 в степени 36 г\см3 и t 10 в степени 28 Кельвина. Частицы этого первоначального вещества обладали огромной кинетической энергией при этом вещество начало расширяться, а температура и плотность вселенной непрерывно уменьшаться.

Основные положения космология:

1. Во Вселенной доминирует вакуум. По плотности энергии он превосходит все обычные формы энергии взятые вместе

2. Динамикой космологического расширения управляет антигравитация поле которой создает вакуум.

3. Возможность зарождения вселенной из «ничего». В целом Вселенная является электро нейтральной и энергия замкнутой вселенной = 0.

4. С течением времени изменяется расстояние между галактиками.

5. При t0 произошел Большой Взрыв в результате которого образовалась вселенная.

10. Особенности структуры вселенной. Образование и смерть звезд.

Структура Вселенной.

После БВ произошел скачкообразный переход в новое состояние Вселенной с различными подсистемами от звезд и планет до сверхскоплений галактик. Однородная Вселенная может рассматриваться только в очень больших масштабах (300-500 млн. световых лет), в меньших масштабах в-во распределяется очень неоднородно. Звезды собраны в галактики, галактики – в метогалактики.

Вселенная имеет ячеистую структуру. Размер ячеек = 100-200 млн. световых лет. Стенки ячеек состоят из галактик и различных звездных систем.

Образование звезд.

После БВ образовались гигантские облака газа и пыли. Под действием сил гравитации, вращаясь как в водовороте части облака уплотняются, сжимаются и сильно разогреваются. При достижении определенной (очень высокой температуры), в центре сжатия начинают протекать термоядерные реакции с участием водорода. Так рождаются звезды.

Как умирают звезды.

Исчерпав запас горючего материала - звезда резко сжимается, вспыхивает в мощном взрыве и угасает. Такое событие называется – вспышка Сверхновой. Однако, некоторые звезды умирают по-другому. Они увеличиваются в размерах, превращаясь с гигантский огненный шар – красный гигант. Такая звезда имеет нестабильный характер – водород в звезде достаточно быстро сгорает, звезда сжимается, разогревается до нескольких сотен миллионов градусов (300-900 млн), начинаются сложные термоядерные реакции, протекающие тем быстрее, чем больше элементов в них вовлечено. Через определенное время внешняя оболочка красного гиганта срывается и улетает в космическое пространство, от звезды остается только маленькое центральное ядро – белый карлик. Наше Солнце – желтый карлик, имеет только 2 элемента (водород и гелий), которые взаимно превращаются друг в друга, что делает Солнце относительно стабильной звездой.

Во Вселенной существует огромное кол-во газо-пылевых облаков, из кот происходит формирование звезд след поколений.

Галактики – это стационарные звездные системы, удерживаемые за счет гравитационных взаимодействий. Например, наша галактика, если посмотреть на нее сверху – похожа на гигантский спиральный диск, диаметрам 100 тыс. световых лет, а толщина 1500 световых лет. Земля находится на одном из витков этой спирали и ещё древние греки наблюдали в безоблачную ночь расплывчатую молочно-белую полосу через весь небосклон. Именно они дали название нашей галактике – Млечный Путь. В ней примерно 10¹¹ звезд.

Галактики на и звезды образуют группы и скопления (метагалактики). Метагалактики также имеют общий центр, вокруг которого удерживаются большие массивы космического вещества.

Нейтронные звезды – это очень компактные космические объекты, размером около 10 км, с огромным магнитным полем. НЗ существуют в виде пульсаров и барстеров. Пульсар -это источник пульсирующих рентгеновских и радиоизлучений. Барстеры – это вспышечные источники рентгеновского излучения.

Черная дыра – это такое состояние материи, когда огромная масса в-ва сосредоточено в очень малом объеме. Например, чтобы Солнце стало ЧД – его диаметр должен уменьшиться до 6 км. Современные ученые считают, что массивные звезды, заканчивающие свою эволюцию, могу сколапсировать в ЧД.

Квазар – это ядро галактик, которое представляет собой сверхмассивную ЧД.