Исследованием Вселенной стал заниматься еще самый древний Человек. Небо было доступно для его обозрения – оно было для него интересным. Недаром астрономия – самая древняя из наук о природе – и, по сути, почти самая древняя наука вообще.
Не потерял интереса к изучению проблем космоса и Современный Человек. Но он смотрит уже немного глубже: ему не просто интересно что есть Вселенная сейчас – он жаждет знаний о том:
Что было, когда Вселенная рождалась?
Рождалась ли она вообще или она глобально стационарна?
Как давно это было и как происходило?
Для поиска ответа на все эти непростые ответы была отведена специальная ниша в астрономии – космология.
Космология попыталась дать ответы на эти вопросы. Была создана теория Большого Взрыва, а так же теории, описывающие первые мгновения рождения Вселенной, ее появление и структуризации.
Существует несколько теорий эволюции Вселенной.
Модель статической Вселенной. 1917 г., на основе теории гравитации Эйнштейн утверждал, что пространство и время само по себе всегда расширяется и этим точно уравновешивается притяжение всей остальной материи во вселенной и в результате чего вселенная оказывается статической. Модель оказалась не верной.
Вселенная Фридмана — одна из космологических моделей, удовлетворяющих полевым уравнениям общей теории относительности, первая из нестационарных моделей Вселенной. Модель Фридмана описывает однородную изотропную Вселенную с веществом, обладающую положительной, нулевой или отрицательной постоянной кривизной. В зависимости от средней плотности вещества и излучения во Вселенной возможны три модели её эволюции:
модель, согласно которой Вселенная должна расширяться т.к. масса вещества и излучения во Вселенной больше некоторой критической.
Модель сжимающеёся вселенной
Модель неограниченно расширяющейся вселенной, масса веществ и излучение во Вселенной = или Меньше критической.
Модель горячей Вселенной, 1948 г. Русский учённый Гамов. Большую роль в этой тории играет космология большого взрыва. Согласно этой теории вещество вселенной представляет горячую плазму, состоящую из элементарных частиц.
Модель раздувающейся Вселенной. В 1980 г. американский учённый Гуд предположил, что вселенная возникла в результате большого взрыва в очень горячем и хаотическом состоянии. В 1983г. Русский учённый Линд дополнил эту теорию и предположил хаотическую модель раздувающейся Вселенной, в которой нет фазового перехода, нет переохлаждения, но имеется квантовое поле.
Процесс эволюции Вселенной происходит очень медленно.
Современные астрономические наблюдения свидетельствуют о том, что началом Вселенной, приблизительно десять миллиардов лет назад, был гигантский огненный шар, раскаленный и плотный. Его состав весьма прост. Этот огненный шар был настолько раскален, что состоял лишь из свободных элементарных частиц, которые стремительно двигались, сталкиваясь друг с другом.
Момент, с которого Вселенная начала расширятся, принято считать ее началом. Тогда началась первая и полная драматизма эра в истории вселенной, ее называют “большим взрывом”.
Эволюцию Вселенной принято разделять на четыре эры: адронную, лептонную, фотонную и звездную.
Адронная эра. Первая эра называется адронной по имени тяжелых частиц. Состав Вселенной в начале этой эры очень сложный и представлен частицами столь высоких энергий, что экспериментально они еще не обнаружены. Характерной особенностью адронной эры является сосуществование частиц и античастиц, т.е. вещества и антивещества. Частицы и античастицы аннигилируют и возникают вновь, распадаются и рождаются в результате взаимодействий. Аннигиляция пары «частица-античастица» означает превращение их в излучение. Это свет, рентгеновские или гамма-лучи. При громадных энергиях, процессах аннигиляции и рождения частиц, материю в адронную эру можно охарактеризовать как некую адронную плазму, представляющую бесформенную, довольно однородную смесь частиц, античастиц и излучения.
Лептонная эра. Когда энергия частиц и фотонов понизилась в веществе было много лептонов. Температура была достаточно высокой, чтобы обеспечить интенсивное возникновение электронов, позитронов и нейтрино. Барионы (протоны и нейтроны), пережившие адронную эру, стали по сравнению с лептонами и фотонами встречаться гораздо реже.
Лептонная эра начинается с распада адронов в мюоны и мюонное нейтрино, а кончается через несколько секунд при температуре 1010 K, когда энергия фотонов уменьшилась до 1 Мэв и материализация электронов и позитронов прекратилась. Во время этого этапа начинается независимое существование электронного и мюонного нейтрино, которые мы называем “реликтовыми”. Всё пространство Вселенной наполнилось огромным количеством реликтовых электронных и мюонных нейтрино. Возникает нейтринное море.
Фотонная эра или эра излучения. Во время эры излучения продолжалось стремительное расширение космической материи, состоящей из фотонов, среди которых встречались свободные протоны или электроны и крайне редко - альфа-частицы. В период эры излучения протоны и электроны в основном оставались без изменений, уменьшалась только их скорость. С фотонами дело обстояло намного сложнее. Хотя скорость их осталась прежней, в течение эры излучения гамма-фотоны постепенно превращались в фотоны рентгеновские, ультрафиолетовые и фотоны света. Вещество и фотоны к концу эры остыли уже настолько, что к каждому из протонов мог, присоединится один электрон. При этом происходило излучение одного ультрафиолетового фотона (или же нескольких фотонов света) и, таким образом, возник атом водорода. Это была первая система частиц во Вселенной.
Вследствие расширения Вселенной понижалась плотность энергии фотонов и частиц. С увеличением расстояния во Вселенной в два раза, объём увеличился в восемь раз. Иными словами, плотность частиц и фотонов понизилась в восемь раз. Кончается эра излучения и вместе с этим период “большого взрыва”. Так выглядела Вселенная в возрасте примерно 300 000 лет.
“Большой взрыв” продолжался сравнительно недолго, всего лишь одну тридцатитысячную нынешнего возраста Вселенной. Все события во Вселенной в тот период касались свободных элементарных частиц, их превращений, рождения, распада, аннигиляции. В столь короткое время (всего лишь несколько секунд) из богатого разнообразия видов элементарных частиц исчезли почти все: одни путем аннигиляции (превращение в гамма-фотоны), иные путем распада на самые легкие барионы (протоны) и на самые легкие заряженные лептоны (электроны).
Звездная эра. После “большого взрыва” наступила продолжительная эра вещества, эпоха преобладания частиц. Мы называем её звездной эрой. Она продолжается со времени завершения “большого взрыва” до наших дней. По сравнению с периодом “большого взрыва” её развитие представляется как будто слишком замедленным. Это происходит по причине низкой плотности и температуры.
Вселенная вступает в звездную эру в форме водородного газа с огромным количеством световых и ультрафиолетовых фотонов. Водородный газ расширялся в различных частях Вселенной с разной скоростью. Неодинаковой была также и его плотность. Он образовывал огромные сгустки, во много миллионов световых лет. Масса таких космических водородных сгустков была в сотни тысяч, а то и в миллионы раз больше, чем масса нашей теперешней Галактики. Расширение газа внутри сгустков шло медленнее, чем расширение разреженного водорода между самими сгущениями. Позднее из отдельных участков с помощью собственного притяжения образовались сверхгалактики и скопления галактик.
Итак, эволюцию Вселенной можно сравнить с фейерверком, который окончился. Остались горящие искры, пепел и дым. Мы стоим на остывшем пепле, вглядываемся в стареющие звезды и вспоминаем красоту и блеск Вселенной.
Вселенная развивается и в наше время. В спиральных галактиках рождаются и умирают звезды. Вселенная продолжает расширяться. Изучение Вселенной, даже только известной нам её части является грандиозной задачей. Чтобы получить те сведения, которыми располагают современные ученые, понадобились труды множества поколений. Вселенная бесконечна во времени и пространстве. Каждая частичка Вселенной имеет свое начало и конец, как во времени, так и в пространстве, но вся Вселенная бесконечна и вечна так, как она является вечно самодвижущейся материей. Вселенная - это всё существующее. От мельчайших пылинок и атомов до огромны скоплений вещества звездных миров и звездных систем.
Другие работы по теме:
Закон ускорения темпов эволюции
Закон ускорения темпов эволюции — в течение геологического времени происходит ускорение биологической эволюции. Наблюдается закономерное сокращение протяжённости геологических эр (так, палеозойская эра длилась 340 млн лет, мезозойская эра — 170 млн лет, кайнозойская эра — 60 млн лет), что отражает ускорение темпов эволюции.
Реликтовое излучение и первичный нуклеосинтез.
Объединение протонов и нейтронов (нуклонов) в составные ядра атомов протекает с участием ядерных сил, радиус действия которых не превышает 10 см. Для сближения нуклонов на такие расстояния необходимо по крайней мере выполнения двух условий: свободные нуклоны должны обладать энергией, позволяющей им сблизится до указанных расстояний; их энергия не должна при этом превышать энергию нуклонов в ядре, иначе объединение не сможет устойчиво существовать.
Духовно-эвристическая концепция бытия - метафизика духа
Характер трактовки причинности явлений имеет решающее значение в любом мировоззренческом проекте. В нем организующее начало методологии познания и представления действительности как таковой. Чем больше явлений объясняют используемые принципы причинности, тем масштабнее Универсум, подпадающий под их описание.
Космологическая стрела времени
Text Text термодинамическая стрела, указывающая то направление времени, в котором возрастает энтропия или беспорядок; термодинамическая стрела, указывающая то направление времени, в котором возрастает энтропия или беспорядок; космологическая стрела времени, в направлении которой происходит расширение Вселенной; психологическая стрела или направление времени, соответствующее нашему ощущению непреклонного хода времени, направление накопления поступающей информации.
Человечество и посредники
Человечество олицетворяет собой часть свойств Вселенной и в процессе своего развития приобретает новые, из внешних, свойства или расширяет сферу применения уже освоенных в своей категории.
Жизнь во Вселенной
. Возникновение жизни во Вселенной. Несколько поколений ученый рассматривали астрономическую картину мира, в основе которой лежат не только данные астрономических наблюдений, теории и гипотизы, но и важнейшие понятия и законы современной физики.
на тему «Абсолютный слух»
Преподаватель оставляет за собой право отклонить неоригинальные ("списанные") рефераты, неаккуратно оформленные рефераты, рефераты не по теме
Тайны Вселенной.
Образовательное учреждение: Муниципальное Общеобразовательное Учреждение «Средняя Общеобразовательная Школа №196» г. Северск, Томской области.
Концепция вселенной
Вселенная – это область пространства, в котором на протяжении определенного времени происходит рождение вещества из первородной материальной субстанции затем по завершению названного процесса последующее превращение в первородную субстанцию.
Проблема эволюции Вселенной
Проблема эволюции Вселенной является центральной в естествознании. Она привлекает к себе исследователей различных специальностей и биологов особенно. Это естественно, поскольку самое главное звено в эволюции Вселенной – жизнь, разум.
Краткая история представления о Вселенной
Данная работа дает описание о том, что собой представляет научная картина мира, так же дается краткое описание представлении о Вселенной (Наше представление о Вселенной, Рождение Вселенной и т.д.).
Галактики: основные сведения
С давних времен до недавнего времени многие считали звезды на ночном небе лишь изящным украшением сферы. Многие годы астрономы и ученые мечтали достичь пределов космоса и узнать – где же все-таки находится граница Вселенной.
Задание физического формата вселенной
Расстояние между двумя объектами как бы далеко друг от друга они не находились, может быть выражено посредством отрезка. Применительно к данному аспекту, посредством отрезка состоящего из бесконечного количества точек.
Единый алгоритм эволюции вселенной
В статье приводится алгоритм эволюции любого Индивидуального Явления с точки зрения объективного наблюдателя этого явления. Цель статьи: показать принципиальное единство неорганической и органической форм жизни.
Теория раздувающейся вселенной
Одна из трудностей, на которую наталкивается традиционная теория Большого взрыва, - необходимость объяснить, откуда берётся колоссальное количество энергии, требующееся для рождения частиц.
Астрономия
Астрономия — наука о Вселенной и населяющих ее объектах: планетах, звездах и гигантских звездных системах — галактиках. Название этой древней науки, изучающей небесные тела, образовано от греческих слов "астрон" — звезда и "номос" — закон.
Вселенная
Когда говорят о Вселенной, обычно понимают под этим понятием небесные тела, космическое пространство и все то, что его заполняет: газ, пыль, электромагнитное излучение и т. д.
Теория "большого взрыва"
Сценарий Большого взрыва. Большие проблемы Большого взрыва. Проблематичная сингулярность. Попытки решения проблемы сингулярности. Откуда появилась Вселенная? Инфляционная Вселенная. Как быть с Галактиками? Квантовая физика и реальность.
Расширяющаяся Вселенная
Одной из основных концепций современного естествознания является учение о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной (Метагалактике) как части целого - космология.
Модель горячей Вселенной
Американский физик Георгий Антонович Гамов в 1946 году заложил основы одной из фундаментальных концепций современной космологии - модели "горячей Вселенной".
Я хочу рассказать вам о книге С. Лем, Непобедимый
Я очень люблю читать. Круг моих увлечений — исторические романы, детективы, научная фантастика. Читая эти книги, больше узнаешь о жизни людей разных исторических эпох, о необычных приключениях частных детективов, о бесконечном разнообразии Вселенной.
Расселл, Генри Норрис
Генри Норрис Расселл (Henry Norris Russell; 25 октября 1877, Ойстер-Бэй, штат Нью-Йорк, США — 18 февраля 1957, Принстон, Нью-Джерси, США) — американский астрофизик, разработавший одну из первых теорий эволюции звёзд, первым определил содержание химических элементов в атмосфере Солнца, получил оценки содержания химических элементов во Вселенной, занимался исследованием связи между спектрами звезд и их светимостью.
Четверг Нонетот
[3] (англ. Thursday Next, в дословном переводе Следующий Четверг) — героиня серии романов Джаспера Ффорде. Четверг живёт в параллельной Вселенной, где Англия уже более ста лет ведёт Крымскую войну с Россией (которая всё ещё является империей) и Уэльсом (который стал независимой от Англии республикой).
Развитие эволюционных учений
. Материалистическая концепция Дарвина. Мутации, их роль в эволюции живых организмов. Интеграция дарвинизма и генетики в синтетической теории эволюции.
Популяция
Популяция является не только строительной площадкой эволюции, но и элементарной её единицей.
Происхождение человека 9
Жизнь с каждым днем доказывает, что в этом мире нет случайностей. Теория вероятности существует, но множество событий жизни происходят так, что становится очевидно, что есть кто-то "главнее" . Известно, что Библия писалась людьми, учениками Бога. Однако я не отрицаю, что, возможно, она писалась с Божьей помощью.
Антропология как наука
Наука о происхождении и эволюции человека, образовании человеческих рас и о нормальных вариациях физического строения человека называется антропологией.
Проблемные вопросы вселенной
РАСШИРЯЮЩАЯСЯ ВСЕЛЕННАЯ Звёздное небо над головой долгое время было для человека символом вечности и неизменности. Лишь в Новое время люди осознали, что “неподвижные” звёзды на самом деле движутся, причём с огромными скоростями. В XX в. человечество свыклось с ещё более странным фактом: расстояния между звёздными системами — галактиками, не связанными друг с другом силами тяготения, постоянно увеличиваются.
Разум во вселенной
Когда речь заходит о возможных формах носителей Разума во Вселенной, оказывается, что на этот счет имеются диаметрально противоположные точки зрения: «одни (антропоморфисты), ссылаясь на закон конвергенции, утверждают, что высшие формы жизни во Вселенной должны быть близкими к тем формам которые сложились на Земле, а разумное существо должно быть, во всяком случае, человекоподобным; другие (релятивисты), исходят из бесконечного разнообразия условий во вселенной, предполагают возможность иных, не таких, как на Земле, форм жизни и разума.
Расширение Вселенной
Звёздное небо над головой долго время было для человека символом вечности и неизменности. Лишь в Новое время люди осознали, что «неподвижные» звёзды на самом деле движутся, причём с огромными скоростями. В ХХ веке человечество свыклось с ещё более странным фактом: расстояния между галактиками постоянно увеличиваются.