рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Открытие взрывающейся Вселенной

Открытие взрывающейся Вселенной - раздел Астрономия, Введение   С Того Времени, Когда Галилей Вп...

Введение

 

С того времени, когда Галилей впервые с помощью телескопа исследовал Млечный Путь, мы знаем, что он состоит из звезд, а Солнце представляет собой лишь одну из сотен миллиардов звезд, образующих Галактику Млечного Пути, а за пределами нашей Галактики лежит необъятная Вселенная. За последние годы наука добилась захватывающих результатов. Космология, оперирующая на уровне сверхбольших величин, а физика элементарных частиц – на уровне невероятно малых величин, мощнейшие оптические, инфракрасные, рентгеновские и радиотелескопы – все это позволило создать потрясающую современную картину – Вселенную, невообразимо распростершуюся в пространстве и времени, содержащую множество поразительных объектов, движущихся с невероятными скоростями. Естественно встает вопрос: было ли у Вселенной начало, и что было таким «началом», каков возраст Вселенной, будет ли конец ее существованию? На эти вопросы я постараюсь ответить в своей работе.

 

Открытие взрывающейся Вселенной

В начале 20-х гг. XX в. Вселенная казалась астрономам постоянной и неизменной, но новы достижения в теории и результаты наблюдений развеяли представление о статичности вселенной. В 1917 г. Альберт Эйнштейн создал общую теорию относительности (ОТО). Она описывала природу гравитации, а поведение Вселенной определялось именно гравитацией. На языке уравнений Эйнштейна гравитация представляет собой искривленное пространство (точнее, пространство- время), степень искривленности которого определяется количеством материи во Вселенной. Согласно эйнштейновской теории вселенной пространство- время – это нечто живущее собственной динамичной жизнью, искривляющаяся, расширяющаяся или сжимающаяся в соответствии со строго определенными законами. Эйнштейн, который, как и все его современники исходил из статичности и неизменности вселенной ужаснулся, когда из его уравнений стало видно, что пространство- время должно расширятся, – что Вселенная должна становиться все больше, - и исправил уравнение, добавив новый член,

«космологическую постоянную», с целью ликвидировать расширение и восстановить статичность. Позднее он назвал это своей самой серьезной научной ошибкой.

В начале 20-х гг. уравнения Эйнштейна, описывающие природу вселенной, были рассмотрены советским ученым А. Фридманом, который в 1922 г. получил стандартный набор решений. Модели Фридмана, как их называют, дают основные предпосылки нашего представления о Вселенной: с течением времени Вселенная должна эволюционировать. Была предсказана необходимость существования в прошлом «сингулярного состояния» – вещества огромной плотности, а значит, и необходимость какой-то причины побудившей сверхплотное вещество начать расширятся. Это было теоретическим открытием взрывающейся Вселенной, открытие было сделано без наличия каких-либо идей о самом взрыве, о причине начала расширения Вселенной. Эйнштейн сначала не соглашался с выводами советского математика, но потом полностью их признал. Позднее он стал склоняться к мысли, что / - член (так обозначают космологическую постоянную) не следует вводить в уравнения тяготения, если их решение для всего мира можно получить и без космологической постоянной. Идеи требовали подтверждения. Именно в это время астрономы создали ряд больших телескопов для исследования Вселенной и обнаружили, на сколько ограничены были их прежние взгляды.

Американский астроном Эдвин Хаббл, работавший в обсерватории Маунт-Вильсон в Калифорнии, в1929 г. обнаружил, что многие туманные пятна в небе удается разделить на отдельные звезды, и они есть ни что иное, как самостоятельные галактики, лежащие далеко за пределами Млечного Пути. Затем Хаббл сделал еще более грандиозное открытие, он обнаружил, что у далеких галактик систематически наблюдается красное смещение в спектрах, пропорциональное расстоянию от каждой галактики до Земли. Это красное смещение представляет собой сдвиг линий видимого спектра в красную область по сравнению с ожидаемой картиной. Это явление можно толковать как удлинение световых волн т.к. красный свет соответствует длинноволновому краю видимого спектра (голубой свет имеет более короткие длины волн, сокращение длин волн вызвало бы голубой сдвиг). Существует приемлемое единственное объяснение этого явления: длина волны света увеличивается, потому что галактика удаляется от нас. Однако это не означает, что наша галактика находится в центре Вселенной, а все остальные удаляются от нее. Представьте себе раздувающийся резиновый шарик с нанесенными на него точками. Каждая точка «видит», как любая другая удаляется со скоростью пропорциональной расстоянию, разделяющему их, но в действительности ни одна из точек не движется по поверхности шара. По закону Хаббла Вселенная ведет себя аналогичным образом, пустое пространство – Эйнштейновское пространство-время расширяется и раздвигает галактики все дальше друг от друга, хотя сами они не движутся в пространстве.

Умы астрономов были готовы к этому уже в 30-х гг., и в течение трех десятилетий они надеялись, что у вселенной должно быть начало, с которого пошел процесс расширения. Но лишь в 60-х эта идея стала превращаться в нечто более конкретное. До этого Большой Взрыв казался абстракцией, его нельзя было ни увидеть, ни услышать, ни ощутить, у астрономов не было уверенности, что гипотеза верна. В 1964 г. Арно Пензиас Роберт и Вильсон, работая в американской лаборатории «Белл Телефон Лабораториз», нашли способ «ощутить» Большой Взрыв. При помощи чувствительной радиоантенны и системы усиления ученые изучали слабые радиосигналы, отражавшиеся спутниками «Эхо», а также легкий радиошум Млечного Пути, и к своему удивлению обнаружили слабый, но равномерный сигнал, приходящий со всех направлений в пространстве. Проходили месяцы, а он не менялся, хотя антенна направлялась на различные участки неба, вращаясь вместе с землей вкруг ее оси и вокруг солнца. Шум не мог исходить от какого-либо источника на Земле, антенну разбирали, монтировали заново, но шум в коротковолновом приемнике не исчезал. В это время Пензиас и Вильсон узнали о расчетах П. Дж. Э. Пиблза, физика из Принстонского университета, из которых следовало, что если Вселенная возникла при Большом Взрыве, то для предотвращения слияния всех компактных частиц в тяжелые элементы и для сохранения достаточного количества водорода и гелия для формирования звезд и галактик во Вселенной необходимо наличие огромной плотности излучения. По мере расширения Вселенной излучение остывало, продолжая наполнять Вселенную, но в более «разбавленном» виде. Пиблз предсказал, что сегодня его можно обнаружить как излучение, с температурой на несколько градусов выше абсолютного нуля по шкале Кельвина. Расчеты Пиблза объясняли происхождение радиошума, который слышали Пензиас и Вильсон. Пространство – наша Вселенная – оказалось заполненным очень слабыми радиоволнами с энергией, эквивалентной 3 оК (0о по шкале Кельвина соответствует –273 оС). По обычным стандартам это очень слабый сигнал, но, поскольку им заполнено все пространство, получается огромное кол-во энергии. Космическое излучение было отдаленным эхом Большого Взрыва, последним следом огненного шара, в котором зародилась Вселенная, ученые назвали его реликтовым излучением.

Доводы в защиту этой теории просты. Вселенная при рождении была очень горячей, с высокой концентрацией энергии и материи, расширялось пространство и излучение, но по мере расширения энергия рассредоточивалась, с уменьшением плотности энергии температура падала. Сейчас температура фонового излучения в точности соответствует расширению, произошедшему с момента Большого Взрыва. Если подсчитать общую плотность энергии, которая сегодня содержится в реликтовом излучении, то она окажется в 30 раз больше, чем плотность энергии в излучении от звезд, радиогалактик и других источников вместе взятых. Можно подсчитать число фотонов реликтового излучения, находящихся в каждом кубическом сантиметра Вселенной. Оказывается, что концентрация этих фотонов: N~500 штук в см3.

Большой Взрыв оказался нечем более реальным, чем результаты математических построений. В 1978 г. Пензиас и Вильсон были удостоены Нобелевской премии за свое открытее.

 

Возраст Вселенной

Вопрос о возрасте Вселенной является наиболее спорным. Еще в 1929 г. совершенствование методик измерения расстояний до окружающих галактик позволило… Есть еще методы определения возраста Вселенной, но они позволяют найти лишь… Есть метод, заключающийся в наблюдении скоростей распада различных радиоактивных веществ. Мерой скорости этого…

Большой Взрыв

Какой же была Вселенная в момент своего рождения? Этот вопрос имеет смысл, только если он относится к мгновению, следующему непосредственно за… Спустя всего одну сотую секунды после начала, космос занимал гораздо меньший… Космические соударения сначала происходят в неистовом ритме, который со временем затихает; в конце концов,…

Будущее Вселенной

Современная наука, рассматривая дальнейшую судьбу Вселенной, останавливается на двух вариантах – открытой и замкнутой Вселенной. Если предположить,… В течение всего коллапса в результате аккреции и соударений станут… В теории замкнутой Вселенной появилась так называемая идея «отскока» - внезапного прекращения сжатия, нового Большого…

А был ли Большой Взрыв?

Ученых давно волновал вопрос о существовании модели Вселенной без начала, модели, в которой Вселенная бесконечна стара. Модель такого рода,… Открытие излучения расценивалось, как самое убедительное доказательство того,… Оба эти свойства должны быть присуще моделям Вселенной, возникшей в результате Большого Взрыва, поэтому излучение…

Заключение

 

В данной работе я постаралась рассмотреть вопросы, связанные с возникновением, дальнейшим существованием и концом Вселенной. Мною были рассмотрены теоретические доказательства и практические открытия астрономов, которые привели к формированию теории Большого Взрыва. Эта теория является самой распространенной в наши дни и предполагает, что Вселенная начала свое существование примерно 15-20 миллиардов лет назад. Хотя вопрос о возрасте Вселенной является проблематичным, несмотря на немалое количество методик определения этого возраста. Примерно 15-20 миллиардов лет назад Вселенная была малым, горячим и плотным объектом, затем произошел Большой Взрыв сопровождающийся огромным количеством энергии, и постепенно стали образовываться звезды, планеты и другие объекты. Сейчас Вселенная включает в себя 10 миллиардов галактик, объединенных в скопления и сверхскопления.

Но так как в теории Большого Взрыва есть ряд спорных моментов, то это вызывает интерес к альтернативным теориям, а именно - к теории «стабильного состояния», согласно которой у Вселенной не было начала и не будет конца. Теория утверждает, что плотность ее остается неизменной благодаря постоянному созданию нового вещества

Значит, Вселенная будет расширяться бесконечно. Но есть еще две теории. Согласно одной из них Вселенная прекратит расширение и стабилизируется, когда достигнет определенных размеров. По другой теории Вселенная перестанет расширяться, а затем под воздействием сил гравитации начнет сжиматься в одну точку.

Но, как мне представляется, теория Большого Взрыва на сегодняшний день наиболее аргументирована и вызывает больше доверия. Но альтернативные теории показывают, что главная космологическая проблема еще не решена.

 

 

– Конец работы –

Используемые теги: Открытие, взрывающейся, Вселенной0.059

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Открытие взрывающейся Вселенной

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Эволюция Вселенной. Образование Вселенной. Галактики и структура Вселенной
Величественная картина небесного купола, усеянного мириадами звезд, с незапамятных звезд волновала ум и воображение ученых, поэтов, каждого живущего… И всё же исследования проведенные в нашем веке, приоткрыли занавес,… На протяжении десяти миллиардов лет после “большого взрыва” простейшее бесформенное вещество постепенно превращалось в…

Политика открытого рынка Центрального Банка. Анализ деятельности банка России на открытом рынке
Сегодня в любой, даже самой маленькой стране есть свой центральный банк. Он выполняет две основные задачи: первая задача – центральный банк должен… Важнейший метод государственного регулирования общественного воспроизводства с… Монопольное положение Центрального банка в общехозяйственном денежном кругообороте дает ему возможность держать…

Вселенная; Эволюция Вселенной
Существует также гипотеза о том, что Вселенная может быть частью мультивселенной — системы, содержащей множество других вселенных. Расстояния,… Стандартная модель эволюции Вселенной Вселенная постоянно расширяется. Тот… Можно предположить, что примерно десять миллиардов лет назад плотность Вселенной была очень большой. Кроме того,…

Вселенная, которую я выбираю (Модель Вселенной Лео Шарка)
Меня же больше всего занимает, стремятся ли сами участники к такой встрече сознательно Абвозан Всю жизнь рыл землю, пытаясь докопаться до корней.А… Чем больше я взрослею, тем яснее понимаю, насколько же мне вс-таки повезло. У меня было счастливое детство Не в том смысле, что удовлетворялись все мои капризы или что мои родители были какие-то…

Вселенная, которую я выбираю (Модель Вселенной Лео Шарка)
Меня же больше всего занимает, стремятся ли сами участники к такой встрече сознательно Абвозан Всю жизнь рыл землю, пытаясь докопаться до корней.А… Чем больше я взрослею, тем яснее понимаю, насколько же мне вс-таки повезло. У меня было счастливое детство Не в том смысле, что удовлетворялись все мои капризы или что мои родители были какие-то…

Происхождение Вселенной. Большой взрыв. Эволюция Вселенной
Плазмосфера... Заметное влияние на магнитное поле на поверхности Земли оказывают токи в... Магнитный меридиан...

Радиоактивность. Открытие Беккереля
Ядерную летопись следует вести с 1896 г. Началось всё с одной науч-ной ошибки, или, чтобы быть более точным, с неправильной научной ги-потезы.Вопрос… Французский учё-ный Анри Беккерель обратил внимание на указание Рентгена о… Беккерель долгое время занимался изучением различных флюоресци-рующих веществ, которые под влиянием солнечного…

Одиноки ли мы во Вселенной?
Уровень развития некоторых внеземных цивилизаций может быть как ниже, так и неизменно выше земной.Именно с высшими цивилизациями нам, землянам,… Так были ли контакты с внеземными цивилизациями или нет? Были. Это… Сафферн доехал до зернохранилища. Не обнаружив там ничего необычного, он повернул обратно, намереваясь заехать к…

План – разработка открытого урока по истории России в 11-м классе
В воспитательных целях особенно следует подчеркнуть, что тяжелейший труд в тылу – это труд наших родных, тех, кто окружает сегодня нас, и тех, к… Она вызвала огромный морально-политический подъем, энтузиазм и личную … Продолжать войну пришлось, имея в тылу промышленный потенциал чуть ли не начала 1930-х гг. 24 июня 1941 г. был создан…

Космические лучи и реликтовое излучение во Вселенной
Первый из них был 17 апреля 1912 года во время частичного сол-нечного затмения. Уменьшения скорости ионизации не было, и Гесс заклю-чил, что Солнце… Таким образом, шар приближался к источнику ионизации, а не удалялся от него. … В 1925 году американский физик Роберт Милликен предложил переименовать это излучение в космические лучи. Нобелевскую…

0.038
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам
  • Управление взаимодействием процессов в вычислительных сетях. Семиуровневая модель протоколов взаимодействия открытых систем Компьютерные сети бывают различных видов: например по их масштабу и территории они подразделяются на локальные(LAN) и глобальные(WAN), по уровню… Функции компьютеров, входящих в сеть можно разделить на три вида: •… При этом многообразии характеристик и устройств различных сетей необходимы правила, по которым все составляющие сети…
  • Вселенная и процессы в ней В течение первой миллионной доли секунды, когда температура значительно превышала 1012К, а плотность была немыслимо велика, должны были неимоверно… Однако есть основания полагать, что к концу первой миллионной доли секунды уже… Мы знаем также, что, когда частицы рождаются из гамма-излучения (фотонов высокой энергии), они рождаются парами,…
  • Закрытые и открытые травмы живота и его органов Если у пострадавшего нет других каких – либо повреждений, кроме травмы живота, такая травма носит название изолированной.Среди пострадавших с… Наличие повреждения любой другой локализации у пострадавшего с травмой живота… Сочетанная травма живота характеризуется крайней тяжестью повреждений. Наиболее тяжелой среди перечисленных сочетаний…
  • Человек и Вселенная. Путь к здоровью. Энерго-информационное учение доктора С.С. Коновалова Значительная часть человечества по-прежнему уходит из жизни в результате хронических болезней, и в медицине сформировалась концеп-ция „неизлечимых”… Разум человека отступает перед бушующей стихией, ощущение бессилия возвращает… Здоровье и болезнь! Когда-то природа и человек не знали, что такое болезнь. А для современного человека хроническая…
  • Запуск Word. Выход из Word. Настройка пользовательского интерфейса. Открытие и сохранение документа Word запустится, и можно вводить новый текст. Чтобы запустить Word с созданием нового документа по шаблону, сделайте… Чтобы запустить Word для редактирования существующего документа, сделайте следующее: 1. Щелкните по кнопке Открыть…