Тема 6. Развитие представлений о строении и динамике Вселенной Вопросы для обсуждения

1. Космологические представления о строении Вселенной, существовавшие в истории естествознания.

2. Современная квантово-релятивистская космология. Стандартная и инфляционная модели происхождения и эволюционного развития Вселенной.

3. Космологическая модель Большого взрыва. Микро-, макро- и коэволюция космологических процессов в развитии Вселенной. Космологическая шкала времени и иерархия структурных уровней организации материи.

4. Эволюция галактик и звезд.

Контрольные вопросы и задания

1. Какие космологические концепции строения Вселенной существовали в истории естествознания? Сравните изменение космологических представлений у человека по мере того, как расширялись пространственные и временные масштабы познанной им части Вселенной.

2. Какое физические представления лежат в основе космологической модели расширяющейся Вселенной? Что собой представляют собой стандартная и инфляционная модели Вселенной?

4. Укажите основные этапы физических процессов, происходивших во Вселенной в ходе ее эволюционного развития.

5. Как зарождаются галактики, звезды? Каковы основные этапы эволюции звезд?

6. Каково происхождение химических элементов во Вселенной?

Тесты для самоконтроля

1. (Выберите один вариант ответа.) Согласно космологическим представлениям Аристотеля, …

а) планеты равномерно обращаются вокруг Солнца по круговым орбитам;

б) Вселенная бесконечна, однородна и изотропна;

в) Вселенная шарообразна, конечна, неоднородна и неизменна;

г) планеты неравномерно движутся по круговым орбитам, центры которых обращаются вокруг неподвижной Земли.

2. Укажите соответствие между космологической моделью и принятым в нем представлением о взаимном движении Земли, Солнца и планет:

1) Гелиоцентрическая система мира Коперника;

2) Вселенная Ньютона;

а) планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам – этого требуют законы механики и подтверждают астрономические наблюдения;

б) планеты обращаются вокруг Солнца по окружностям, поскольку все небесное совершенно, а самое совершенное из движений – круговое;

в) Солнце обращается вокруг Земли по круговой орбите, а планеты – по более сложным траекториям.

3. (Выберите один вариант ответа.) Концепция стационарной Вселенной, существовавшая в классической науке, предполагает, что…

а) свойства Вселенной одинаковы во всех направлениях;

б) Вселенная и ее пространство расширяются с течение времени;

в) Вселенная не претерпевает эволюцию;

г) изменяться могут лишь отельные космические объекты, но не весь мир в целом.

4. (Выберите один вариант ответа.) Теоретические расчеты А.А. Фридмана, основанные на общей теории относительности, позволяют сделать вывод о том, что…

а) Вселенная должна быть конечна и неизменна;

б) Вселенная должна быть бесконечна и неизменна;

в) геометрические свойства Вселенной должны быть постоянны, т.е. расстояние между галактиками неизменны;

г) геометрические свойства Вселенной должны изменяться, т.е. расстояния между галактиками не могут оставаться постоянными.

5. (Выберите один вариант ответа.) Согласно космологической теории Фридмана, Вселенная…

а) бесконечна, однородна и стационарна;

б) бесконечна, однородна и нестационарна;

в) конечна, неоднородна и стационарна;

г) бесконечна, неоднородна и нестационарна.

6. (Выберите один вариант ответа.) Будущее развитие Вселенной, согласно космологической модели А. Фридмана, зависит от…

а) температуры начального сингулярного состояния;

б) пространственных масштабов современной Вселенной;

в) средней плотности материи во Вселенной;

г) плотности начального сингулярного состояния.

7. Установите соответствие между значением средней плотности материи во Вселенной и сценариями эволюции Вселенной.

1) средняя плотность меньше критической плотности;

2) средняя плотность больше критической плотности;

а) Вселенная конечна, ее расширение со временем замедлится и сменится сжатием;

б) Вселенная статична, неизменна во времени;

в) Вселенная бесконечна и безграничная, расширяется.

8. (Выберите один вариант ответа.) Согласно теории расширяющейся Вселенной, …

а) галактики удаляются друг от друга;

б) Вселенная проходит бесконечную цепь расширений и сжатий;

в) радиус кривизны Вселенной не меняется со временем;

г) радиус кривизны Вселенной уменьшается.

9. (Выберите один вариант ответа.) Модель расширяющейся Вселенной наблюдательно подтверждается…

а) изучение изотропного состава вещества метеоритов, Солнца и Земли;

б) исследованием химического состава звезд путем анализа их спектров;

в) открытие Э. Хабблом пропорциональности между скоростью разбегания галактик и расстояние до них;

г) открытием реликтового излучения.

10. (Выберите один вариант ответа.) Сингулярность – это:

а) «черная дыра»;

б) сверхплотная материя;

в) начальное состояние Вселенной, характеризующееся бесконечной плотностью массы и бесконечной кривиз­ной;

г) Большой взрыв.

11. (Выберите один вариант ответа.) Метагалактика – наблюдаемая часть Вселенной – представляется при наблюдениях…

а) однородной и изотропной в масштабах меньше 200 Мпк и неоднородной в больших масштабах;

б) однородной и изотропной в очень больших масштабах и неоднородной в меньших масштабах;

в) сильно неоднородной в любых масштабах;

г) практически однородной во всех масштабах.

12. (Выберите один вариант ответа.) Обнаружение реликтового излучения является наблюдательным подтверждением того, что Вселенная на ранней стадии расширения была…

а) плотной и горячей;

б) неоднородной и холодной;

в) однородной и неплотной;

г) плотной и холодной.

13. (Выберите один вариант ответа.) Смещение спектральных линий у большинства галактик в красную область спектра свидетельствует о том, что галактики…

а) взаимно приближаются друг к другу;

б) взаимно удаляются друг от друга;

в) не изменяют своего положения;

г) вращаются вокруг нашей Галактики.

14. (Выберите один вариант ответа). Что такое «черные дыры»?

а) места выделения энергии;

б) места поглощения энергии;

в) пустоты в космосе;

г) образования с неизвестными свойствами.

15. (Выберите один вариант ответа). Что служит строительным материалом в создании космических тел во Вселенной?

а) кварки;

б) элементарные частицы;

в) атомы кислорода;

г) газопылевые туманности.

а) Основная литература: [1-5];

б) Дополнительная литература: [1, 2, 4, 8, 12, 19, 23, 25].