Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ответы на экзамен_КСЕ.doc
Скачиваний:
8
Добавлен:
29.10.2018
Размер:
990.21 Кб
Скачать

Вопрос 35.Фундаментальные взаимодействия в природе. Их характеристики и перспективы объединения.

Все известные в природе силы можно свести к 4 типам:

- гравитационное взаимодействие

- электромагнитное

-слабоядерное

-сильноядерное

1).гравитационное взаимодействие-универсальное (действ. Между любыми частицами).самая слабая из 4 сил, но основная сила во вселенной поскольку действует на большие расстояния и всегда явл.силой притяжения. Это взаимодействие можно описать как обмен гавитономи(частицы со спином 2)

2)электромагнитное (только между заражёнными частицами)в зависимости от зарядов взаимодействие частиц может быть либо притяжение, либо отталкивание. На больших расстояния сила не значительная. В масштабах атома и молекул электромагнитные силы доминируют и обеспечивают связь атомов и молекул. Это обмен виртуальными бесмассовыми частицами со спином 1-фатонами.

3)слабоядерная. только в микромире. Важная роль в термоядерных реакциях, поэтому проявляется в эволюции звёзд и других космических объектов. Носит распадный характер. переносчиками этого взаимодействия явл. так называемые векторные базоны.они очень массивны поэтому их радиус действия очень мал.

4)сильноядерное. Проявляется на расстояниях, сравнимых с размером ядер. Оно обеспечивает связь кварков внутри протонов и нейтронов, а так же связь нейтр.и протонов внутри ядер.переносчиками явл.глюоны со спином 1.они связывают кварки по парам или тройкам.

60 года ХIХ Максвелл создает единую электромагнитную теорию

1967-Вайнберг и Салам предложили общую теорию электрослабого взаимодействия.два фундаментальных взаимодействия электромагнитное и слабоядерное оказались проявлением единого электрослабого.

Теория великого объединения Глэшоу 1974. в этой теории уже три силы вступают как разные проявления единой силы.

Вопрос 36. Парадоксы классической космологии и их разрешения.

Классика: вселенная устроена по законам механики(17 век.)

По концепции Лапласовского детерминизма(нач.19века) законы механики в принципе позволяют точно предсказать как будет развиваться вселенная, если известно её состояние в один её произвольный момент времени.

Ньютоновская вселенная вечна, бесконечна, изотропна(одинакова по всем направлениям).Такие св-ва оказались тесно связанными с фундаментальными законами сохранения (терема Нётера).Раз вселенная вечна, бесконечна, изотропна значит вселенная либо существует всегда в таком неизменном состоянии, либо была сотворена в какой то момент в прошлом примерно такой какой она явл.сейчас.

Такие представления привели к парадоксам, которые не могла решить классическая наука.

1) гравитационный парадокс:

по Ньютону-в каждой точки вселенной должна действовать бесконечно большая сила притяжения, а значит все звёзды должны неизбежно приблизиться друг с другом из-за гравитации. Т.е. бесконечность вселенной противоречит её вечности.

2) фотометрический парадокс:

В бесконечной статической (неизменной)вселенной бесконечное кол-во звёзд, а значит любой луч зрения должен упираться в какую либо звезду, тогда небо даже ночью ярко светится, чего мы не наблюдаем.

1913-Эйнштейн закончил разработку общей теории относительности(гравитация это не сила, пространство искривлено).

1917-Эйнштейн применил уравнение ОТО ко вселенной в целом. В отличии от кл-их теорий пространство и время вселенной оказались неабсолютны и не бесконечны. Вселенная бесконечна, но замкнута.

Из ур-ия ОТО следовало, что пространственный размер вселенной должен увеличиваться со временем. Т.е.должна либо расширяться либо сжиматься. Эйнштейн это отверг.

Эйнштейну пришлось изменить ур-ие ОТО, добавив в них дополнительные величины так называемое космологическое отталкивание(10 в степени -58).

В 20-ых годах 20 века нестационарность вселенной, вытекающую из ур-ия ОТО объяснил Фридман: вселенная однородна и изолирована.Он рассмотрел три различные модели нестационарной вселенной.Все они были эволюционными.

1.расширение сменяется сжатием. Кривизна пространства положительна.(сфера) Расширение тормозится гравитацией

2. Неограниченно расширяется (не тормозится гравитацией). Скорость расширения очень велика. кривизна пространства отрицательна. Галактики будут удалятся друг от друга с постоянной скоростью

3.Скорость расширения замедляется, но не равняется нулю. Кривизна пространствоа плоская.

Выводы Фридмана о расширении вселенной получило экспериментальное подтверждение.

1929 Хаббл обнаружил так называемое «красное»смещение спектральной линии излучения,приходящего от удалённых галактик. Этот эффект свидетельствовал о том,что сам источник света от нас удаляется.Хаббл обнаружил,что галактики удаляются от нас со скоростьюV,которая прямопропорциональна расстоянию L от нас до галактики.Этот вывод назвали законом Хаббла.