27. Возникновение Вселенной. Теория Большого Взрыва

О происхождении Вселенной существует множество споров..

По этой теории в момент взрыва наша Вселенная была всего лишь небольшим, раскаленным до миллиардов градусов, шаром, и при этом невероятно плотным.

Период взрыва в науке о космосе получил название космическая сингулярность. В момент взрыва и частицы матери разлетелись в разные стороны с колоссальной скоростью. Следующий же после взрыва момент, когда юная Вселенная начала расширяться и назвали Большим взрывом. Разлетевшиеся во все стороны раскаленные частицы имели слишком высокую температуру и не могли соединяться в атомы. Этот процесс начался гораздо позже, спустя, примерно, миллион лет, когда новообразовавшаяся Вселенная охладилась до температуры в 4000C.

Первыми стали образовываться такие химические элементы как водород и гелий. По мере охлаждения Вселенной, образовывались и другие химические элементы, более тяжелые их них. Характерно, что данный процесс образования элементов и атомов продолжается и в настоящее время, в недрах каждой звезды, включая и наше Солнце. Температура ядер звезд по-прежнему очень высока. При остывании частиц они собирались в облака газа и пыли. Сталкиваясь, частицы слипались между собой, образовывая единое целое. Главными силами, влияющими на это объединение, стали силы гравитации.

По теоретическим подсчетам образование Вселенной началось 13,5 миллиардов лет назад.

24. Фундаментальные и элементарные частицы, их характеристики.

Число частиц, именуемых элементарными, достигло в настоящее время почти 400. В связи с этим давно уже возникли сомнения в их элементарности.

По современным представлениям существует 6 типов кварков по аромату, в каждом из которых различается три цвета (красный, зеленый, синий). Смесь этих цветов дает белый цвет. У каждого кварка есть антикварк. Все мезоны состоят из пары кварк-антикварк, все барионы состоят из трех кварков.

Идея кварков позволила не только систематизировать элементарные частицы, но и предсказать новые, что затем подтвердилось экспериментально. Характер рассеяния быстрых электронов на протонах свидетельствует о наличии внутри протона трех точечных рассеивающих центров, что полностью согласуется с трехкварковой моделью протона. Невозможность наблюдать кварки в свободном состоянии по современным представлениям объясняется поведением сил действующих между ними.

При малых расстояниях (порядка размера ядра) эти силы очень малы и практически не влияют на свободу движения кварков внутри адронов. С увеличением расстояния эти силы, обусловленные обменом глюонами, очень быстро растут, не давая кваркам возможности вылететь за пределы адрона. Таким образом, 6 лептонов и 6 кварков (по аромату) по современным представлениям и есть фундаментальные частицы. К ним относятся также переносчики фундаментальных взаимодействий: глюоны, фотоны, промежуточные бозоны и гравитоны.

Из этой теории, в частности, следует, что квантами поля, передающего слабые взаимодействия, является группа частиц, получивших название промежуточных бозонов.

Каждая элементарная частица описывается набором дискретных значений физических величин (квантовых чисел). Общие характеристики всех элементарных частиц - масса, время жизни, спин, электрический заряд.

Важное свойство элементарных частиц – их способность к взаимопревращениям в результате электромагнитных или других взаимодействий. Один из видов взаимопревращений - так называемое рождение пары, или образование одновременно частицы и античастицы (в общем случае - образование пары элементарныех частиц с противоположными лептонными или барионными зарядами)