РЕФЕРАТпо Астрономії
на тему:
Вузлові питання теорії В«Великого ВибухуВ»
виконав:
учень 11 класу В«ЖВ» середньої школи № 27
Малишев Андрій Юрійович.
Москва
2002
БувЧи великий вибух?
У наш часіснують дві основних наукових теорію виникнення Всесвіту. Згідно теоріїстабільного стану матерія, енергія, простір і час існувализавжди. Але тут же виникає логічне запитання: чому зараз нікому не вдаєтьсястворити матерію і енергію? Це стверджує Перший закон термодинаміки, жодноговиключення з якого не вдалося виявити. Навпаки, все прагне до розпадуі руйнуванню. Енергія вичерпується, стаючи все менше здатної до вчиненняроботи (це називають Другим законом термодинаміки). Нескінченно стара Всесвітповинна бути повністю позбавлена ​​корисної енергії і будь-яких змін -досягти стану, званого теплової смертю.
Самаяпопулярна теорія походження Всесвіту, підтримувана більшістютеоретиків - теорія великого вибуху. Подібно біблійному оповіданню просотворіння вона стверджує, що Всесвіт виник раптово, але це буловипадкове подія, подія мільярди років тому Оцінка віку ВсесвітуОстаннім часом коливалася в межах 8-20 мільярдів років. Зараз мова ведетьсяпро 12 мільярдах років.
Теоріювеликого вибуху запропонували в 20-х роках XX століття вчені Фрідман і Леметр, всорокових роках її доповнив і переробив Гамов. Відповідно до цієї теорії колисьнаша Всесвіт представляв собою нескінченно малий згусток, надщільний ірозпечений до дуже високих температур. Це нестабільне освіту раптововибухнуло, простір швидко розширилося, а температура розлітаютьсячастинок, що володіють високою енергією, почала знижуватися. Приблизно після першогомільйони років атоми двох найлегших елементів, водню і гелію, стали стабільними.Під дією сил тяжіння почали концентруватися хмари матерії. Врезультаті сформувалися галактики, зірки, і інші небесні тіла Зіркистаріли, вибухали наднові, після чого з'являлися більш важкі елементи.Вони формували зірки більш пізнього покоління, такі, як наше Сонце. ВЯк докази того, що в свій час стався великий вибух, говорятьпро червоному зміщенні світла від об'єктів, розташованих на великих відстанях імікрохвильовому фоновому випромінюванні.
Червонезсув
Спостережуванийспектр елементів, що знаходяться від нас на дуже великій відстані, в загальному такийсамо, як і на Землі, але спектральні лінії зміщені в низькочастотну область - добільшій довжині хвилі. Це явище називають червоним зміщенням. Його намагаютьсяпояснити тим, що Земля і об'єкт розлітаються з великою швидкістю в різнібоку. Слідуючи такій теорії, якщо простежити цей процес у минуле, всеповинно було початися з однієї точки великого вибуху.
Цілкомможливо, що червоне зміщення у спектрі далеких галактик відбувається через їхвидалення від нас. Біблія говорить про те, що Господь розпростер небеса. Діяцього руху протилежно дії сил тяжіння, що стабілізує всюсистему. Однак якщо небеса були створені зі "вбудованої" кінетичної енергією тількикілька тисяч років тому, то при спробі заглянути в більш давнє час миможемо прийти до помилкових висновків.
Положення,склалося в осяжній Всесвіту, до нашого часу може дати нам деякерозуміння того, що відбувається в минулому, але стверджувати що-небудь з повною впевненістюми не можемо.
Ще однеможливе пояснення червоного зсуву - гравітаційне тяжіння світла,вихідного від галактики або зірки. Крайнім випадком цього ефекту може бутичорна діра, в якій світло зовсім не може подолати гравітаційне тяжіння(У відповідності з теорією чорні дірки виникли в результаті гравітаційногозгортання (колапсу) старих, виснажених зірок-гігантів. Через особливостібудови і функціонування чорних дір виявити їх надзвичайно важко. До нинішньогодню ми не можемо з упевненістю стверджувати, знайдена хоч одна з них).
Вченіприпустили, що червоне зміщення може відбуватися через зниження з часомшвидкості світла. Такий ефект здатний породити і фонове випромінювання.
Фоновевипромінювання
Теоретикиприпустили, що "луна" первинного великого вибуху теж зазнало червонезсув, і шукати його тепер потрібно в мікрохвильовому діапазоні спектру. У 1965році А. Пензіас і Р. Уїлсон виявили мікрохвильове фонове випромінювання зтемпературою всього 3 0 вище абсолютного нуля. Чи може це бутидоказом великого вибуху?
Фоновевипромінювання приблизно в 3 0 До абсолютно однаково у всіхнапрямках, тобто изотропно. Всесвіт складається з величезних порожніх просторіві гігантських скупчень галактик. Якщо випромінювання свідчить про минулеВсесвіту, то воно не повинно бути ізотропним. Саме через це невідповідністьНАСА послала спеціальний супутник з метою більш точного вимірювання фоновоговипромінювання. І знову-таки виявилося, що випромінювання абсолютно однаково у всіхнапрямках. Однак за допомогою багаторазового комп'ютерного посилення сигналуастрономи отримали, нарешті, довгоочікувану анізотропію. Різниця температурстановила мільйонні частки градуса. 1 травня 1992 в журналі "Science" буланадрукована стаття, в якій сказано, що різниця температур "знаходиться набагатонижче рівня шумів вимірювальних приладів ".
Щось ізнічого
АстрономДевід Дарлінг в статті в "New Scientist" застерігає: "Не дозволяйтетлумачам космології обдурити вас. У них теж немає відповідей на питання, хочавони гарненько попрацювали над тим, щоб переконати всіх у своїй компетентності ...Насправді ж пояснення того, як і звідки все почалося - досісерйозна проблема. Не допомагає навіть звернення до квантової механіки. Або неіснувало нічого, з чого все могло б початися - ні квантового вакууму, ніпрегеометріческой пилу, ні часу, в якому могло відбуватися небудь, ніяких би то не було фізичних законів, відповідно до яких ніщо моглоперетворитися на щось. Або ж існувало щось, і в цьому випадку воно вимагаєпояснення ".
Перший Закон,про який ми вже говорили, говорить: не можна отримати щось з нічого.
ЗгідноДругий закон термодинаміки порядок, спостережуваний в нашій Сонячній системі, неможе бути наслідком вибуху. Вибух не веде до порядку.
Прихованахолодна темна матерія
Величезнапроблема теорії великого вибуху в тому, як передбачуване споконвічне випромінюваннявисокої енергії, нібито розлітаючись в різні сторони, могло об'єднатися в такіструктури, як зірки, галактики і скупчення галактик. Ця теорія припускаєнаявність додаткових джерел маси, що забезпечують відповіднізначення сили тяжіння. Матерія, виявити яку так і не вдалося, буланазвана Холодної темною матерією (ХТМ). Підрахували, що для освітигалактик необхідно, щоб така матерія становила 95-99% Всесвіту. Цяматерія схожа новому поряд короля з казки Андерсена - всі говорять про нього, аленіхто не бачив.
Які тількиджерела ХТМ вигадувалися. М. Хокінс у своїй книзі "Huntig down theUniverse "(1997) припустив, що 99% всієї маси Всесвіту складаютьміні-чорні дірки, кожна розміром з диван, що розкладається. Але якщо цітаємничі чорні дірочки утворилися в результаті згортання зірок, як припускаєтеорія, вони навряд чи б могли бути причиною виникнення зірок - зіркиутворюються тільки з зірок.
Ще одинпретендент на втрачений джерело тяжіння - извивающиеся смуги волокнистогоречовини, що простягаються в космосі на мільйони кілометрів, а також надважкізгустки енергії, які мають форму кренделі. Чи мають червоні карлики якесьставлення до шуканої гравітації? Ні, відповідають фахівці з космології, їхзанадто мало і щільність, яку вони мають, не настільки висока. До серпня1997 року були зареєстровані лише шість коричневих карликів, вірніше,тільки про шість можна говорити з упевненістю. 30 квітня 1992 журнал"Nаture" написав: "Поза галузі космології, для якої вони і були винайдені,ні темна матерія, ні розширення всесвіту не мають заслуговує довірипідтримки ".
Якщо матеріявиникла завдяки вип...
