47. Модель горячей Вселенной.

В основе представления об эволюции Вселенной лежит модель горячей Вселенной (большого взрыва). На ранней стадии своей эволюции Вселенная была сгустком в-ва огромной плотности, с высокой tо и очень малым V. Затем в результате большого взрыва, вызванного силой косм. отталкивания, разорвавшей начальное состояние Вселенной, выделилось большое кол-во тепла и Вселенная начала быстро расширяться; затем темп расширения замедлился. В первые мгновения Вселенная была холодной и представляла собой состояние физ. вакуума. За счет выделения энергии из физ. вакуума как активной формы материи, Вселенная нагрелась до огромной tо. Длительное время во Вселенной не было в-ва. Она представляла собой смесь из виртуальных частиц, которые переносили взаимодействие в теории великого объединения. В этот момент произошло разделение в-ва и антив-ва. К этому времени были сформированы пространственно-временные характ-ки. С образованием в-ва и антив-ва произошла частичная аннигиляция в-ва, благодаря которой антив-во исчезло, превратившись в энергию ?-квантов. Затем оно остыло и образовало фоновое (реликтовое) излучение с tо 3К (-270°С). Через несколько мгновений были образованы все известные частицы и античастицы. Установилось их равновесие, и произошло распределение энергии между ними. Образованию в-ва препятствовала высокая t°, нов результате нарушения калибровочных симметрий отделилось электромагн. излучение. Еще до этого момента отделилось гравит. взаимодействие. Частицы приобрели массу, но некоторым (фотон, нейтрино) массы не досталось. В результате объединения кварков возникли протоны и нейтроны. Истинные частицы (электрон, кварк, нейтрино, фотон) возникли раньше. В результате снижения t° и образования протонов, нейтронов и электронов стало возможно образование атомов водорода и синтез атомов гелия. Электронные нейтрино стали реликтовыми с t° 2К, они не могут взаимодействовать с в-вом и существуют до сих пор. Подтверждением этой теории служит: 1.возраст небесных тел (10-15 млрд. лет у старых звезд). 2.внегалактические источники давали раньше излучение более интенсивное, чем сейчас. 3.распределение хим. элементов во Вселенной: ?Н и ?Не. Реликтовое излучение с t° 2К.

48. Возникновение и эволюция звезд.

Звезды могут образовываться в результате гравитационного сжатия неоднородностей в межзвездной среде. Межзвездная среда распределена очень неоднородна, она имеет клочковатую структуру. Комплексы являются гравитационно неустойчивыми, они должны сжиматься. По мере сжатия критерий гравитационной неустойчивости начинает выполняться для неоднородностей внутри облака с меньшими массами, вплоть до солнечной. Массивное пылевое облако начинает дробиться на менее массивные части, которые, сжимаясь, дают начало звездам. Для того, чтобы образовавшаяся неоднородность массой, равной массе звезды, - протозвезда - могла сжиматься дальше, необходимо, чтобы по мере сжатия из нее отводилось тепло, выделившееся при сжатии. Таким механизмом отвода является инфракрасное излучение пыли и молекул межзвездного газа. По мере того, как протозвезда сжимается, плотность ее растет, растет ее непрозрачность к инфракрасному излучению. Дальнейшее, более медленное сжатие происходит до тех пор, пока температура внутри звезды не повысится настолько, что становятся возможными термоядерные реакции синтеза гелия из водорода. Стабильное по излучению и свойствам состояние звезды продолжается до тех пор, пока в ее недрах не исчерпается ядерное горючее-водород. По мере исчерпания водорода в центре звезды коэффициент непрозрачности вещества непрерывно уменьшается. Это приводит к непрерывной перестройке звезды, сопровождающейся сжатием ее ядра и ростом протяженности оболочки. Ядерные реакции синтеза гелия из водорода идут в узком слое, непосредственно окружающем ядро. По мере выгорания водорода в слоевом источнике масса гелиевого ядра постепенно увеличивается. Это приводит к увеличению силы тяжести, дальнейшему сжатию ядра и увеличением его температуры. При этом растет светимость звезды. Энергия не успевает переноситься наружу излучением, наступает конвенция. Сжатие ядра и повышение температуры происходит до тех пор, пока в нем не начнутся термоядерные реакции синтеза более тяжелых хим эл. При этом выделяется большое количество энергии, способное остановить сжатие ядра. Реакции синтеза идут с выделением энергии вплоть до образования ядер атомов железа. Образование более тяжелых хим эл требует затраты энергии и приводит к охлаждению звезды После выгорания водорода в ядре звезда становиться красным гигантом. Если масса звезды меньше 1,2 массы Солнца, то после исчерпания водорода оно начинает сжиматься. Сжатие ядра останавливается давлением вырожденного электронного газа, т.е ядро звезды представляет собой звезду – белый карлик. В то же время оболочка звезды увеличивается в размерах до 10-100 радиусов Солнца, так, что самс становиться красным гигантом. Довольно быстро оболочка вообще отделяется от ядра и на месте звезды остается ядро- звезда белый карлик и расширяющаяся оболочка, т.е. феномен планетарной туманности. Если же первоначально масса ядра звезды превосходит 1,2 массы солнца, но при этом меньше 2,4 массы Солнца, то в ней после исчерпания ядерного горючего происходит катастрофа в виде сверхновой вспышки. По мере сжатия ядра здесь происходит распад ядер тяж эл на более простые превращения всех частиц в нейтроны. Если масса Звезды превосходит 2,5 –3 м Солнца, то ее неограниченное сжатие под давлением силы гравитации уже ничем не остановить. Она превращается в черную дыру.