Вопрос 19

Основные типы космических объектов. 1)Вселенная: весь существующий материальный мир, безграничный во времени и бесконечно разнообразный по формам,который принимает материя в процессе своего развития 2)Звезда: гравитационно связанное и пространственно обособленное материальное вещество , в котором на некотором интервале времени происходят термоядерные реакции синтеза химических элементов, т.е. звезда представляет собой самосветящийся плазменный шар.Различается по размеру, температуре,яркости 3)Нейтральная звезда : звезда, состоящая из нейтронов.Нейтрон - частица, одна из главных составляющих вещества. Нейтронные звёзды образуются в результате гравитационного коллапса(сжатия) нормальных звёзд .Имеет очень сильное магнитное поле 4)Сверхновая звезда взрыв, который ознаменовал смерть звезды 5)Белый карлик очень плотная горячая звезда малых размеров , которая состоит из газа - конечная стадия эволюции обычных звёзд . Они так называются потому, что они светят слабо, но имеют сразу после сжатия белую горячую поверхность 6)Переменные звёзды их светимость изменяется 7)Двойные звёзды один компонент вращается вокруг другого .Они вращаются по элептическим орбитам вокруг общего центра масс, под действием силы тяготения 8)Чёрная дыра: по мере сжатия сила тяжести на поверхности этого объекта возрастает настолько, что никакие частицы и даже свет не могут покинуть эту поверхность , и она становится невидимой 9)Пульсар испускает мощные периодические импульсы электро-магнитного излучения , в основном, в радиодиапазоне от 640 импульсов/сек - 1 импульса/5сек 10)Квазар сверхзвёзды,небесные объекты , которые имеют сходство со звёздами по оптическому виду, но с газовыми туманностями по характеру спектра , которые позволяют обнаружить значительные красные смещения.Другими словами - звёздоподобные объекты , которые генерируют сильное радиоизлучение .Это крупные куски материи, которые выброшены из ядра галактики , во время происшедшего взрыва!

Вопрос 20.

Космологические модели эволюции Вселенной

Определения:

Теории Относительности-есть две разные теории. Первая из них – специальная теория относительности, возникшая в начале XX века и направленная в основном на согласование электродинамики и механики с помощью преобразований Лоренца. Вторая – общая теория относительности, появившаяся позже и посвященная созданию более общей теории тяготения, нежели тяготение Ньютона. Основываясь на принципе эквивалентности, эта теория отождествляет гравитационное поле с кривизной пространства и позволяет получить на основе этого геометрическую модель гравитации.

Красное смещение-связывают с космологией, благодаря которой он и стал популярным. Этот термин означает смещение линий спектров атомов и молекул в красную область, то есть фактически речь идет об уменьшении частот или увеличении периодов колебаний.

реликтовое излучение-космическое электромагнитное излучение с высокой степенью изотропности и со спектром, характерным для абсолютно чёрного тела с температурой 2.725 К.

гиперсферы-мерное многообразие в n-мерном пространстве, все нормали к которому пересекаются в одной точке — центре гиперсфер.

эффектом Доплера-изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника или приёмника.

электродинамикиа-представляет собой область физики, изучающую движение электрических зарядов и связанные с ними электромагнитные поля

механика-представляет собой, пожалуй, основной раздел физики, который посвящен изучению закономерностей движения, а также его причин.

преобразования Лоренца-возникли на рубеже XIX-XX веков как формальный математический прием для согласования электродинамики с механикой и легли в основу специальной теории относительности.

Тяготение-относится к одним из самых первых научных представлений, связанных с изучением падения тел на землю, а также движения небесных объектов.

принцип эквивалентности-подразумевает тождественность инертных масс всех тел их гравитационным массам, что позволяет оперировать в физике единым понятием масса

гравитационное поле-понимают фундаментальное свойство всех тел притягиваться друг к другу, при этом свойство гравитации связывают с массой тела.

электрический заряд-основной тип заряда, используемый в современной физике.

Изотропность-одинаковость во всех направлениях, инвариантность.

Поскольку гравитационные взаимодействия являются доминирующими на мега-уровне организации материи, космологические модели Вселенной должны строится в соответствии с требованиями Теории Относительности на основе реально наблюдаемых астрофизических явлений:

1. Однородность и изотропности космического пространства.

2. Конечная интенсивность светового потока, приходящего из космоса.

3. Красное смещение в спектрах излучения далеких звезд.

4. Существование реликтового излучения (однородного и изотропного фона электромагнитных волн, соответствующего температуре около 3К).

Конечное количество света, приходящего от звездного неба, заставляет отвергнуть классические представления о бесконечном космическом пространстве, однородно заполненным звездами. Предпринимаемые в рамках классической концепции попытки построения космологических моделей с неоднородным распределением звезд в пространстве находятся в противоречии с астрономическими наблюдениями (неоднородность в концентрации звезд наблюдаются только на "относительно малых" космических масштабах вплоть до межгалактических скоплений).

Эйнштейном была предложена модель Вселенной, в которой локальные искривления пространства-времени гравитирующими массами приводит к глобальному искривлению, делающему Вселенную замкнутой по пространственным координатам. В этой цилиндрической модели Эйнштейна временная координата не искривляется (время равномерно течет от прошлого к будущему). Впоследствии цилиндрическая модель была усовершенствована голландским астрофизиком Виллем де Ситтером, предположившим на основании наблюдаемого красного смещения, что время в удаленных частях Вселенной течет замедленно (искривление по временной координате) - модель замкнутой гиперсферы.. Обе эти стационарные модели Вселенной имеют два недостатка: необходимость предположить существование дополнительных взаимодействий, препятствующих сжатию Вселенной под действием гравитирующих масс, проблема "утилизации" света, испущенного звездами в предшествующие моменты времени в замкнутое пространство.

На сегодняшний день наиболее популярна предложенная Фридманом модель расширяющейся Вселенной (красное смещение и конечная светимость неба объясняются эффектом Доплера, нет необходимость во введении компенсирующих гравитацию взаимодействий), глобально искривленной из-за наличия гравитирующих масс. Обсуждаются ее две модификации:

1. Замкнутая модель предсказывает постепенное замедление расширения вследствие торможения гравитационными силами с последующим переходом к сжатию.

2. Открытая модель замедляющееся расширение, происходящее бесконечно долго.

В настоящее время предпочтение отдается открытой модели, поскольку оценки средней плотности вещества во Вселенной, сделанные на основе наблюдаемой концентрации звезд, показывают, что гравитационные силы не способны остановить происходящее с наблюдаемой скоростью разбегание. Оценки могут существенно измениться в пользу закрытой модели при наличии в космосе скрытых масс несветящегося вещества (например за счет ненулевой массы покоя нейтрино).