Введение:
Одна из трудностей, на которую наталкивается традиционная теория Большого взрыва, - необходимость объяснить, откуда берётся колоссальное количество энергии, требующееся для рождения частиц. Не так давно внимание учёных привлекла видоизменённая теория Большого взрыва, которая предлагает ответ на этот вопрос. Она носит название теории раздувания и была предложена в 1980 году сотрудником Массачусетского технологического института Аланом Гутом. Основное отличие теории раздувания от традиционной теории Большого взрыва заключается в описании периода с 10-35
до 10-32
с. По теории Гута примерно через 10-35
с. Вселенная переходит в состояние “псевдовакуума”, при котором её энергия исключительно велика. Из-за этого происходит чрезвычайно быстрое расширение, гораздо более быстрое, чем по теории Большого взрыва (оно называется раздуванием). Через 10-35
с. после образования Вселенная не содержала ничего кроме чёрных мини-дыр и “обрывков” пространства, поэтому при резком раздувании образовалась на одна вселенная, а множество, причём некоторые, возможно, были вложены друг в друга. Каждый из участков пены превратился в отдельную вселенную, и мы живем в одной их них. Отсюда следует, что может существовать много других вселенных, недоступных для нашего наблюдения.
Хотя в этой теории удаётся обойти ряд трудностей традиционной теории Большого взрыва, она и сама не свободна то недостатков. Например, трудно объяснить, почему, начавшись, раздувание в конце концов прекращается. От этого недостатка удалось освободиться в новом варианте теории раздувания, появившемся в 1981 году, но нём тоже есть свои трудности.
Сценарий “раздувающейся Вселенной”.
Строго говоря, существует несколько таких сценариев. Первые из них появились в начале 80-х годов (1980 г. – американский физик А. Гус; 1981 г. – советский физик А. Д. Линде и чуть позднее – американские физики П. Стейнхардт и А. Альбрехт; 1983 г. – новый сценарий, получивший название “хаотического раздувания”, разработал А. Д. Линде). Разработкой гипотезы “раздувающейся Вселенной” учёные продолжают активно заниматься и сейчас в нашей стране и за рубежом.
Сценарий “раздувающейся вселенной не отменяет такие важнейшие результаты, полученные релятивистской космологией, как фридмановская теория расширения Метагалактики, теория “горячей Вселенной”, и т. д. Модели “раздувающейся Вселенной” позволяют приблизится к началу расширения и исследовать ранее вообще не рассматривавшиеся процессы, которые происходили в первую секунду, а точнее, в первые мгновения истории Метагалактики. Предполагается, что в истории очень ранней нашей Вселенной огромную роль играл физический вакуум, который, как мы знаем, обладает антигравитационными свойствами, т. е. способен вместо обычного гравитационного притяжения создавать мощное гравитационное отталкивание.
Сценарий “раздувающейся Вселенной” не отменяет Большой взрыв, в начале которого плотность материи превосходила 1096
кг/м3
, а свойства пространства и времени пока нам неведомые. Через 10-45
с после начала расширения плотность материи стала 1096
кг/м3
(это почти на восемьдесят порядков больше плотности атомного ядра и неизмеримо больше плотности физического вакуума). До тех пор пока плотность физического вакуума (1077
кг/м3
) оставалась много меньше плотности реальных горячих частиц и античастиц, антигравитационные свойства такого “ложного вакуума” не оказывали значительного влияния на характер расширения. Но уже через 10-34
с после начала расширения температура была порядка 1027
K, а плотность обычной материи стал такой же, как и плотность “ложного вакуума”. В этих условиях гравитационное отталкивание превосходит силы притяжения. Под действием отрицательного давления физического вакуума наша Вселенная начала ускоренно расширяться. За каждые 10-34
с расстояние между произвольно выбранными элементами среды удваивалось или стало экспотенциально расти (график такого процесса экспонента – кривая показательной функции с основанием e). Таким образом, фридмановскому расширению, при котором
R(t) ~ t1/2
,
предшествовала стадия эволюции Вселенной при которой
R(t) ~ (H0
1
)-1
eHt
,
где H0
1
постоянная Хаббла, которая тогда резко отличалась от современного значения.
“Раздувание” продолжалось ничтожное (по нашим представлениям) время – порядка 10-32
с, но этого хватило для того, чтобы размер рождающейся Метагалактики чудовищно увеличился: по одним моделям в 1050
раз, а по другим – в 101 000 000
раз. Без “раздувания” размеры увеличились бы лишь в 10 раз.
В принципе не исключено, что в истории нашей Вселенной была не одна, а несколько “инфляционных” стадий, но так или иначе “раздувание” было явлением кратковременным. По мере расширения Вселенной быстро уменьшались плотность и температура обычного вещества. По мере расширения Вселенной быстро уменьшались плотность и температура обычного вещества. Наступили переохлаждение и фазовый переход среды из состояния “ложного вакуума” в состояние истинного вакуума, плотность которого мало отличается от нуля. Этот переход сопровождается выделением очень большой энергии, прежде всего скованной в “ложном вакууме”. Освободившаяся энергия расходовалась на рождение (из физического вакуума) множества реальных частиц и античастиц. Скорости движения и энергии новорождённых частиц были очень велики, а потому Вселенная вновь разогрелась до температуры порядка 1027
K, а “инфляционная” стадия эволюции Метагалактики сменилась уже известной нам стадией “горячей Вселенной”. Исходный объём, с которого началось “инфляционное” расширение пространства, был не менее 10-33
см3
. Вот этот объём мгновенно вырос до объёма, многократно превосходящего нынешние размеры Метагалактики.
Легко убедится в том, что размеры Метагалактики увеличивались со сверхсветовой скоростью. Это явление не противоречит специальной теории относительности, которая запрещает распространение сигналов со сверхсветовыми скоростями, но не ограничивает скорость роста размеров какой-либо системы. Также, впечатляет тот факт, что из ничтожной массы (10-5
г) которая содержалась в крошечном объёме пространства до начала “инфляционной” стадии, возникла Метагалактика с массой порядка 1050
т. Это произошло в результате работы совершённой гравитационными силами.
Другие работы по теме:
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.
Происхождение мира
Происхождение мира — один из самых распространенных мифологических сюжетов. Анализ космогонических мифов разных культур позволяет выделить две основные идеи, два сценария, согласно которым возникал и развивался мир.
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.
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.
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.
Реабилитация Вселенной
Исаак Ньютон был потрясен красотой мира и кратко записал закон всемирного тяготения. По Ньютону гравитация мгновенно распространяется по Вселенной, помогая сохранять за каждым ее объектом точное место.
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".
Красота спасет мир
Величайший психолог, тонкий знаток человеческой души Достоевский был прав. Красота спасет мир. В нашей жизни ведь далеко не все совершенно. Это несовершенство приводит к войнам и семейным раздорам, самоубийствам и экологическим бедствиям.
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.
Басов, Владимир Владимирович
Введение 1 Биография 2 Фильмография 2.1 Актёр 2.2 Режиссёр 2.3 Сценарист Список литературы Введение Влади́мир Влади́мирович Ба́сов (Владимир Басов-младший) — советский и российский актёр, кинорежиссёр,сценарист, заслуженный деятель искусств Российской Федерации (2007)[1].
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).
Процесс эволюции Вселенной
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.
Человек во вселенной
САНКТ-ПЕРЕРБУРГСКАЯ АКАДЕМИЯ УПРАВЛЕНИЯ И ЭКОНОМИКИ Факультет менеджмента Специальность: 080504 «Государственное и муниципальное управление»
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.
Космологические проблемы Вселенной
Домашняя работа по КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ ТЕМА: «КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВСЕЛЕННОЙ» Москва - 2008 ПЛАН Введение………………………………………………………………3
Панспермия и абиогенез о великой тайне возникновения жизни
Введение Теории, касающиеся возникновения Земли и жизни на ней, да и всей Вселенной, разнообразны и далеко не достоверны. Согласно теории стационарного состояния, Вселенная существовала вечно. Согласно другим гипотезам, Вселенная могла возникнуть из сгустка нейтронов в результате «Большого взрыва», родилась в одной из черных дыр или же была создана Творцом.
Бруно Джордано
Бруно (Bruno) Джордано Филиппе (1548, Нола, - 17.2.1600, Рим), итальянский философ и поэт, представитель пантеизма.
Теория Николая Коперника
Теория Николая Коперника Через всю яркую жизнь Коперника, начиная со студенческих лет в Кракове и до последних дней, проходит основная нить - великое дело утверждения новой системы мира. Призванной заместить в корне неправильную геоцентрическую систему Птолемея.
Стационарная модель Вселенной
Министерство Образования Российской Федерации Российский государственный университет инновационных технологий и предпринимательства Северный филиал.
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.