30.Модели Вселенной. Эволюция Вселенной. Современная модель Вселенной по Гамову.

Модели Вселенной:

• Расширяющаяся Вселенная

• Хаотическая модель раздувания

• Нулевая Вселенная

Основные этапы эволюции Вселенной:

• Эра андронов – появление тяжелых частиц, вступающих в сильное взаимодействие. В результате образовались протоны, гипероны, мезоны.

• Эра лептонов- появление легких частиц, вступающих в электромагнитное взаимодействие

• Эра фотонов. В конце эры вещество отделяется от излучения

• Звездная эра наступает через миллион лет после зарождения Вселенной. Образуются протозвезды и протогалактики.

Современная модель Вселенной по Гамову.

Американский физик Георгий Антонович Гамов в 1946 году заложил основы одной из фундаментальных концепций современной космологии - модели "горячей Вселенной".  В этой модели основное внимание переносится на состояние вещества и физические процессы, идущие на разных стадиях расширения Вселенной, включая наиболее ранние стадии, когда состояние было необычным.  С построением моделей "горячей Вселенной" в космологии наряду с законами тяготения активно применяются законы термодинамики, данные ядерной физики и физики элементарных частиц. Модель горячей Вселенной получила эмпирическое подтверждение в 1965 году в открытии реликтового излучения американскими учеными Пензиасом и Уилсоном.  Согласно модели горячей Вселенной, плазма и электромагнитное излучение на ранних стадиях расширения Вселенной обладали высокой плотностью и температурой. В ходе космологического расширения Вселенной эта температура падала. При достижении температуры около 4000 К произошла рекомбинация протонов и электронов, после чего равновесие образовавшегося вещества (водорода и гелия) с излучением нарушилось - кванты излучения уже не обладали необходимой для ионизации вещества энергией и проходили через него как через прозрачную среду. Температура обособившегося излучения продолжала снижаться и к нашей эпохе составила около 3К. Таким образом, это излучение сохранилось до наших дней как реликт от эпохи рекомбинации и образования нейтральных атомов водорода и гелия. Оно осталось как эхо бурного рождения Вселенной, которое часто называют Большим взрывом. 

31. Строение Вселенной: галактики(типы), звезды, звездные системы. Квазары, пульсары.

Галактика – это гигантская система, состоящая из скоплений звезд и туманностей, имеющая свой центр и различные формы.

Типы галактик:

• Нерегулярные (неправильные) – отсутствует центральное ядро и нет выраженной формы

• Спиральные – среднего возраста, по форме – спиральный шар с выброшенными руками (сюда относится наша галактика)

• Эллиптические – старые, по форме – эллипс, у них имеется центральное ядро, которое состоит из старых звезд

Звезды – это гигантские плазменные образования различной величины, температуры, с разной характеристикой движения.Звезды называют фабриками по производству химических элементов и источниками света и жизни.

Звёздная система — это система, состоящая из звезд, движущихся по замкнутой орбите, гравитационно-связанных, и, возможно, имеющих планетные системы, состоящих из меньших тел (таких как планеты или астероиды). В частности, Солнечная система — это звёздная система, образованная одиночной звездой — Солнцем — и другими телами, обращающимися вокруг неё.

Двойные звёздные системы - звёздные системы из двух звёзд. При отсутствии приливных эффектов, возмущений от других сил и передачи массы от одной звезды к другой, такая система устойчива, и обе звезды будут неограниченно долго двигаться по эллиптической орбите вокруг центра масс системы

Тройные звёздные системы — наиболее распространённый тип кратных систем. В соответствие с иерархическим принципом, тройные звёздные системы обычно состоят из пары близко расположенных звёзд с более удалённым спутником.

Виды звёзд:

• Переменные - звезда, блеск которой изменяется со временем в результате происходящих в её районе физических процессов. Для отнесения звезды к разряду переменных достаточно, чтобы блеск звезды хотя бы однажды претерпел изменение.

• Двойные - две гравитационно-связанные звезды, обращающиеся по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс.

• Новые - звёзды, светимость которых внезапно увеличивается

• Сверхновые - звёзды, заканчивающие свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе. Термином «сверхновые» были названы звёзды, которые вспыхивали гораздо сильнее «новых звёзд».

• Нейтронные - астрономическое тело, один из конечных продуктов эволюции звёзд, состоит из нейтронной сердцевины и тонкой коры вырожденного вещества с преобладанием ядер железа и никеля

• Пульсары - космический источник радио-, оптического, рентгеновского, гамма- излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов). .Это быстро вращающаяся вокруг своей оси нейтронная звезда. Издаваемые ей радиосигналы ловятся и на Земле

• Квазары – класс внегалактических объектов, отличающихся очень высокой светимостью и настолько малым угловым размером, что в течение нескольких лет после открытия их не удавалось отличить от «точечных источников» — звёзд. Это объект, выделяющий гигантское количество энергии. Они находятся в центре отдалённых галактик. Так же предполагается, что в центре квазаров находятся сверхмассивные чёрные дыры.

32. "Красное смещение" и "реликтовое излучение". Красное смещение — сдвиг спектральных линий химических элементов в красную (длинноволновую) сторону. Это явление может происходить из-за эффекта Доплера, или гравитационного красного смещения. Красное смещение может также являться следствием сразу нескольких из указанных выше причин. Красное смещение наблюдается и в излучениях любых других частот, например в радиодиапазоне.

Противоположный эффект, связанный с повышением частот, называется синим (или фиолетовым) смещением. Чаще всего термин "Красное смещение" используется для обозначения двух явлений — космологическое красное смещение и гравитационное красное смещение

Реликтовое излучение - космическое электромагнитное излучение с высокой степенью изотропности и со спектром, характерным для абсолютно чёрного тела с температурой 2,725 К. Существование реликтового излучения было предсказано теоретически в рамках теории Большого взрыва. Хотя в настоящее время многие аспекты первоначальной теории Большого взрыва пересмотрены, основы, позволившие предсказать температуру реликтового излучения, остались неизменны. Считается, что реликтовое излучение сохранилось с начальных этапов существования Вселенной и равномерно её заполняет. Экспериментально его существование было подтверждено в 1965 году.

Наряду с космологическим красным смещением, реликтовое излучение рассматривается как одно из главных подтверждений теории Большого взрыва.