Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Макарычев С.В. часть 1.docx
Скачиваний:
101
Добавлен:
19.03.2016
Размер:
2.15 Mб
Скачать

Природа темной материи

Современные космологи считают, что хотя центральные части спиральных галактик состоят в основном из обычных звезд, на их окраинах доминирует темная материя, которую невозможно увидеть непосредственно. Одна из фундаментальных задач – открыть природу доминирующей формы темной материи в этих внешних областях галактик. До 1980-х годов предполагалось, что это обычное вещество, состоящее из протонов, нейтронов и электронов, но находящееся в трудно обнаруживаемой форме; возможно, это газовые облака или массивные компактные галообъекты, например, белые карлики, нейтронные звезды или даже черные дыры.

Однако недавние исследования образования галактик склонили космологов к убеждению, что значительная часть темной материи должна отличаться от обычного вещества. Возможно, она складывается из огромного числа очень легких частиц, например, аксионов или нейтрино. Она может также состоять из более экзотических слабо взаимодействующих массивных частиц WIMP, существование которых предсказывают современные теории элементарных частиц, но которые еще никогда не регистрировались экспериментально.

Приложение 7

Квазар зс 27

Первый из открытых квазизвездных радиоисточников вырабатывает огромное количество энергии в очень небольшой области. Падение вещества в черную дыру, по-видимому, единственное, что может объяснить столь высокую светимость.

Приложение 8

Искривление пространства-времени

  1. Пространство-время искривляется вокруг массивной звезды, сжигающей ядерное топливо.

  2. Искривление нарастает по мере сжатия звезды.

  3. В черной дыре наступает конец времени.

Приложение 9

Эффект Доплера

Эффект Доплера, обнаруживающий связь между длиной волны и скоростью, мы наблюдаем едва ли не каждый день.

Прислушайтесь к самолету, который пролетает над головой. Когда он приближается, звук двигателя кажется высоким, а когда удаляется низким.

Высокий тон соответствует более коротким звуковым волнам (с малым расстоянием от одного гребня до следующего) и более высоким частотам (числу волн, приходящих в секунду).

Эффект Доплера вызван тем, что приближающийся самолет окажется ближе к вам, когда породит следующий гребень волны, а значит, расстояние между гребнями сократится.

Аналогично, когда самолет удаляется, длины волн увеличиваются, а тональность воспринимаемого звука понижается.

Приложение 10

Антропный принцип

Грубо говоря, антропный принцип утверждает, что мы видим Вселенную такой, какая она есть, отчасти потому, что существуем. Этот взгляд диаметрально противоположен надеждам на создание объединенной теории, способной давать однозначные предсказания на основании исчерпывающего набора законов физики и согласно которой наш мир таков, каков он есть, поскольку не может быть другим. Существует много разных вариаций антропного принципа: начиная от слабых до тривиальности и кончая столь сильными, что они становятся абсурдными. Хотя большинство ученых неохотно признает лишь сильный антропный принцип, есть такие, кто готов оспаривать даже рассуждения, основанные на слабом. Слабый антропный принцип сводится к объяснению того, в каких из множества эпох или частей Вселенной мы могли бы жить. Например, Большой взрыв должен произойти порядка 10 млрд лет назад: Вселенная должна быть достаточно старой, чтобы некоторые звезды уже завершили свою эволюции и наработали такие составляющие нас элементы, как кислород и углерод, но в то же время достаточно молодой, чтобы еще оставались звезды, способные поддержать своей энергией существование жизни. В рамках предположения об отсутствии границ можно использовать фейнмановские правила для назначения чисел каждой истории Вселенной, чтобы определить, какими свойствами она будет обладать с наибольшей вероятностью. В этом контексте антропный принцип проявляется как требование того, чтобы истории содержали разумную жизнь. Конечно, нас меньше беспокоил бы антропный принцип, если бы можно было бы показать, что из множества различных начальных конфигураций Вселенная склонна развиваться так, чтобы образовался мир, подобный тому, который мы наблюдаем.

Приложение 11