Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КСЕ пособие для студента.pdf
Скачиваний:
25
Добавлен:
26.07.2016
Размер:
480.74 Кб
Скачать

звездам. Анализ деталей этого процесса возможен на основании весьма сложных уравнений гидрогазодинамики - теории нестационарного движения вещества, до сих пор удовлетворительно не разработанной. Достаточно ясно, что в результате гравитационного сжатия выделяющаяся энергия в конечном итоге приводила к вторичному разогреву «водородного топлива» до температур, достаточных для начала термоядерных реакций водородного цикла.

Ученые выдвигают гипотезы не только далекого прошлого Вселенной, но и прогнозируют ее далекое будущее. «Закрытые» модели предполагают, что в будущем расширение Вселенной сменится ее сжатием. Исходя из общей массы Вселенной 1052 т предполагают, что примерно через 30 млрд лет она начнет сжиматься и через 50 млрд лет вновь вернется в сингулярное состояние. Полный цикл расширения и сжатия Вселенной составляет примерно 100 млрд лет.

В «открытых» космологических моделях Вселенной предполагается, что уже через 1014 многие звезды остынут, примерно через 1019 лет большая часть остывших звезд покинут свои галактики в виде «черных карликов», центральные области галактик превратятся в «черные дыры». Дальнейшая эволюция будущей Вселенной выглядит не вполне ясной, но прогнозируется «тепловая смерть» Вселенной с конечным состоянием из сверхдлинных квантов и электронно-позитронной плазмы.

Инфляционная модель Вселенной

В современной космологии наряду с гипотезой Большого взрыва популярна инфляционная модель Вселенной, в которой рассматривается творение Вселенной. В этой модели описывается эволюция Вселенной, начиная с момента 10-45 с после начала расширения. Начало Вселенной определяется физиками-теоретиками как состояние квантовой супергравитации с радиусом Вселенной в 10-50 см (размер атома 10-8 см, атомного ядра 10-13 см). Основные события в ранней Вселенной разыгрывались за промежуток времени от 10-45 до 10-30 с. В этой модели начальное состояние Вселенной является вакуумным. Физический вакуум – это форма материи, лишенная вещества и излучения, но возбужденное состояние такого вакуума способно создавать космическую силу отталкивания, порождающая раздувание «пузырей пространства» – зародышей одной или нескольких вселенных.

Различия между этапами эволюции Вселенной в инфляционной модели и модели Большого взрыва касается только первоначального этапа порядка 10-30 с, далее принципиальных расхождений нет.

Различия в объяснении механизмов космической эволюции связаны с расхождением мировоззренческих установок. Самая большая трудность возникает при объяснении причин космической эволюции. Существует две концепции эволюции Вселенной: концепция самоорганизации и концепция креационизма.

По первой концепции материальная Вселенная является единственной реальностью, в ней идет самопроизвольное упорядочивание систем в направлении становления все более сложных структур. Динамический хаос порождает порядок.

Согласно второй концепции, концепции творения, эволюция Вселенной связывается с реализацией программы, определяющей реальность более высокого порядка, чем материальный мир. Физическая структура Вселенной запрограммирована

21

и направлена к появлению жизни, другими словами конечная цель космической эволюции – появление человека во Вселенной в соответствии с законами Творца.

Согласно расчетам бельгийского ученого Ж. Леметра, который в 1927 г. ввел понятие начала Вселенной как сингулярности (т.е. сверх плотного состояния) и рождения Вселенной как Большого взрыва, радиус Вселенной в первоначальном состоянии был 10-12 см, а ее плотность составляла 1096 г/см3.

Вплоть до XX в. Вселенная в целом представлялась равновесной и неизменной. А поскольку время ее существования бесконечно, то в ней в результате случайных локальных возмущений возможны появления неравновесных образований с заметной организацией своих структур (галактик, планетных систем и т.д.). В 20-х гг. XX в. происходит открытие расширения Вселенной или иначе – ее нестационарности (А.А. Фридман), американский астроном Хаббл обнаруживает «красное смещение» галактик и открывает закон «разбегания» галактик во Вселенной – закон Хаббла v = rH, где Н – постоянная Хаббла. Но если Вселенная расширяется, то встает вопрос о силах, сообщивших галактикам начальную скорость и необходимую для этого энергию. Современное естествознание считает, что оно может ответить на этот вопрос. Таким ответом является теория Большого взрыва, воспроизводящая процессы зарождения нашей Вселенной из некоего исходного состояния с последующей эволюцией, приводящей в конечном итоге к ныне наблюдаемому ее облику. Идея эволюции захватила все научные дисциплины.

Концепция Большого взрыва указывает на историческую последовательность появления во Вселенной различных химических элементов. Физики считают, спустя лишь «три минуты» после «взрыва» начали образовываться ядра водорода и гелия, а первые атомы легких элементов возникли через несколько сотен тысяч лет после «взрыва». Звезды первого поколения (Солнце – звезда второго поколения) были самыми «чистыми» звездами из которых впоследствии образовалось все разнообразие таблицы химических элементов Менделеева.

22