Народження Всесвіту

Зміст

Введення

Глава 1. Освіта Всесвіту

1.1Перші моделісвіту

1.2 Перегляд теорії раннього Всесвіту

Глава 2. Будова Галактики. Види Галактик

Висновок

Список використаної літератури

Введення

Немає нічого більш хвилюючого, ніжпошуки життя і розуму у Всесвіті. Унікальність земної біосфери ілюдського інтелекту кидає виклик нашої віри в єдність природи. Людинане заспокоїться, поки не розгадає загадку свого походження. На цьому шляхунеобхідно пройти три важливі ступені: дізнатися таємницю народження Всесвіту, вирішити проблемупоходження життя і зрозуміти природу розуму. [4, c.56]

Представлена ​​робота присвячена теміВ«Народження ВсесвітуВ». Піднімаючись сходами прогресивного розвитку, людиназнову і знову повертається до цього питання і намагається відповісти на нього з точкизору сучасних знань.

Вданому рефераті розглянуті питання виникнення та еволюції Всесвіту. Всесвіт- Це весь існуючий матеріальний світ, безмежний в часі іпросторі і нескінченно різноманітний за формами, які приймає матерія впроцесі свого розвитку. Частина Всесвіту, охоплена астрономічнимиспостереженнями, називається Метагалактика, чи нашій Всесвіту. Розміриметагалактики дуже великі: радіус космологічного горизонту становить 15-20млрд. світлових років. З еволюцією структури Всесвіту пов'язано виникненняскупчень галактик, відособлення і формування зірок і галактик, утворенняпланет і їх супутників. Сама Всесвіт виник приблизно 20 млрд. років тому зякогось щільної і гарячої проторечовини. [4, c.57]

Актуальністьсправжньої роботи обумовлена, з одного боку, великим інтересом до темиВ«Народження ВсесвітуВ» у сучасній науці, з іншого боку, її недостатньоюрозробленістю, а також увагою до Всесвіту в сучасному світі.Теоретичне значення вивчення проблеми В«Народження ВсесвітуВ» полягає втому, що обрана для розгляду проблематика знаходиться на стику відразукількох наукових дисциплін. Метою дослідження є вивчення теми з точкизору вітчизняних та зарубіжних досліджень з подібною проблематики. Врамках досягнення поставленої мети були поставлені наступні завдання:

1.Ізучітьтеоретичні аспекти і виявити природу походження Всесвіту.

2.Сказати про актуальність в сучасних умовах.

3.Обозначітьтенденції розвитку тематики В«походження ВсесвітуВ»; Робота маєтрадиційну структуру і включає в себе вступ, основну частину, що складається з2 розділів, висновок і бібліографічний список. У вступі обгрунтованаактуальність вибору теми, поставлені мета і завдання дослідження, охарактеризованометоди дослідження і джерела інформації. Глава перша розкриває загальніпитання: історичні аспекти В«походження ВсесвітуВ». Визначаються основніпоняття, обумовлюється актуальність звучання питань В«Народження ВсесвітуВ». Вчолі другої розглянуті будова і види галактик. За результатами дослідженнябув розкритий ряд проблем, що мають відношення до аналізованої темі, і зробленівисновки про необхідність подальшого вивчення стану питання. Таким чином,актуальність даної проблеми визначила вибір теми роботи, коло питань ілогічну схему її побудови. Джерелами інформації для написання роботипослужили базова навчальна література, фундаментальні теоретичні працінайбільших мислителів у розглянутій області, таких як: Архіпкін В.Г.,Тимофєєв В.П., Вонсовський С.В., Протодьяконов М.М., Герловін, результатипрактичних досліджень видних вітчизняних авторів, статті та огляди успеціалізованих та періодичних виданнях, присвячених тематиці В«НародженняВсесвіту В», довідкова література, інші актуальні джерела інформації.

Глава1. Освіта Всесвіту

Існуєточка зору, що з самого початку проторечовина з гігантською швидкістю почалорозширяться. На початковій стадії це щільне речовина розліталася на всіхнапрямках і являло собою однорідну вируючу суміш нестійких,постійно розпадаються при зіткненні частинок. Остигаючи і взаємодіючипротягом мільйонів років, вся ця маса розсіяного в просторі речовиниконцентрувалася у великі і малі газові освіти, які протягомсотень мільйонів років, зближуючись і зливаючись, перетворювалися на величезні комплекси.У цих комплексах, у свою чергу виникали більш щільні ділянки - тамзгодом і утворилися зірки і навіть цілі галактики.

Врезультаті гравітаційної нестабільності в різних зонах галактикможуть сформуватися щільні "протозоряні утворення" з масами, близькими домасі Сонця. Процес стиснення буде прискорюватися під впливомвласного поля тяжіння. Процес цей супроводжує вільне падіння частинокхмари до його центру - відбувається гравітаційне стиснення. У центрі хмариутворюється ущільнення, що складається з молекулярного водню і гелію. Зростаннящільності і температури в центрі приводить до розпаду молекул на атоми, іонізаціїатомів і утворення щільного ядра протозірки.

Існуєгіпотеза про циклічність стану Всесвіту. Колись виникнувши з надщільногозгустка матерії, Всесвіт, можливо, вже в першому циклі породив усередині себемільярди зоряних систем і планет. А потім Всесвіт починає прагнути дотого стану, з якого починалася історія циклу. Врешті-решт речовинаВсесвіту повертається в первинний надщільний стан, знищивши всежиття, що трапилася на шляху. І так повторюється кожного разу, в кожному циклі напротягом вічності.

Допочатку 30-х років ХХ ст. склалася думка, що головні складові Всесвіту -галактики, кожна з яких в середньому складається з 100 млрд. зірок. Сонцеразом з планетної системою входить в нашу Галактику, основну масу зірокякої ми спостерігаємо у формі Чумацького Шляху. Окрім зірок і планет, Галактикамістить значну кількість розріджених газів і космічного пилу.

Кінцевий абонескінченний Всесвіт, яка у неї геометрія - ці і багато інших питаньпов'язані з еволюцією Вселеної, зокрема із спостережуваним розширенням. Якщошвидкість "розльоту" галактик збільшиться на 75 км/с на кожен мільйон парсек, тоекстраполяція до минулого приводить до дивного результату: приблизно 10-20млрд. років тому весь Всесвіт був зосереджений в дуже маленькій області.Багато вчених вважають, що в той час густина Всесвіту була така ж, як уатомного ядра: Всесвіт був однією гігантською "ядерною краплею". Заякихось причин ця "крапля" прийшла в нестійкий стан і вибухнула.Наслідки цього вибуху ми спостерігаємо зараз як системи галактик. При даній оцінцічасу утворення Всесвіту передбачалося, що спостережувана нами заразкартина розльоту галактик відбувалася з однаковою швидкістю і в скільки завгоднодалекому минулому. А саме на такому припущенні і заснована гіпотеза первинногоВсесвіту - гігантської "ядерної краплі", що прийшла в стан нестійкості. В даний часкосмологи припускають, що Всесвіт не розширявся "від крапки до крапки", а якби пульсує між кінцевими межами густини. Це означає, що в минуломушвидкість розльоту галактик була меншою, ніж зараз, а ще раніше системагалактик стискалася, тобто Галактики наближалися один до одного з тим більшоюшвидкістю, ніж більша відстань їх розділяла. Сучасна космологіярозташовує ряд аргументів на користь картини "пульсуючого Всесвіту". Такіаргументи носять чисто математичний характер; найголовніший з них -необхідність обліку реально існуючої неоднорідності Вселеної. Вирішитипитання, яка з двох гіпотез справедлива, ми зараз не можемо. Буде потрібновеличезна робота, щоб вирішити цю одну з найважливіших проблем космології. [2, c.33-45]

1.1 Перші моделі світу

Сучасна космологіявиникла на початку ХХст. після створення релятивістської теорії тяжіння. Першарелятивістська модель, заснована на новій теорії тяжіння і що претендує наопис всього Всесвіту, була побудована А. Ейнштейном у 1917р. Однак вонаописувала статичний Всесвіт і, як показали астрофізичні нагляди,виявилося невірною. У 1922-1924 рр..радянським математиком А.А. Фрідманом були запропоновані загальні рівняння дляопису всього Всесвіту, змінного з часом. Зоряні ...системи неможуть знаходитися в середньому на незмінних відстанях один від одного. Вони повинніабо віддалятися, або зближуватися. Такий результат - неминуче слідство наявностісил тяжіння, які очолюють в космічних масштабах. Висновок Фрідманаозначав, що Всесвіт повинен або розширюватися, або стискатися. Звідси випливавперегляд загальних уявлень про Всесвіт. У 1929р. американський астроном Е.Хаббл (1889-1953) за допомогою астрофізичних наглядів відкрив розширенняВсесвіту, підтверджуюче правильність висновків Фрідмана.

Моделі Фрідмана служать основою всьогоподальшого розвитку космології. Вони описують механічну картину рухувеличезних мас Всесвіту і її глобальну структуру. Якщо колишні космологічніпобудови покликані описувати спостережувану тепер структуру Всесвіту знезмінним в середньому рухом світів в ній, то моделі Фрідмана за своєю суттюбули еволюційними, зв'язували сьогоднішній стан Всесвіту з її попередньоюісторією. Із цієї теорії випливає, що в далекому минулому Всесвіт був зовсімсхожа на спостережувану нами сьогодні. Тоді не було ні окремих небесних тіл,ні їх систем, вся речовина була майже однорідною, дуже щільною, швидкорозширювалося. Тільки значно пізніше з такої речовини виникли галактики іїх скупчення. [5, c. 95-110]

Починаючи з кінця 40-х років нашогостоліття, все більша увага в космології привертає фізика процесів на різнихетапах космологічного розширення. У висунутій в цей час Г.А. Гамовимтеорії гарячого Всесвіту розглядалися ядерні реакції, що протікали на самомупочатку розширення Всесвіту в дуже щільній речовині. При цьому передбачалося,що температура речовини була велика і падала з розширенням Всесвіту. Теоріяпередбачала, що речовина, з якої формувалися перші зірки ігалактики, повинна складатися в основному з водню (75%) і гелію (25%), домішкаінших хімічних елементів незначна. Інший висновок теорії - в сьогоднішньомуВсесвіті повинне існувати слабке електромагнітне випромінювання, що залишилося відепохи великої густини і температури речовини. Таке випромінювання в ходірозширення Всесвіту було названо реліктовим випромінюванням.

Тоді ж з'явилися принциповонові наглядові можливості в космології: виникла радіоастрономія,розширилися можливості оптичної астрономії. Зараз Всесвіт аж довідстаней в декілька парсек досліджується різними методами.

На сучасному етапі в розвиткукосмології інтенсивно досліджується проблема початку космологічного розширення,коли густина матерії і енергії частинок була величезною. Керівними ідеямиє нові відкриття у фізиці взаємодії елементарних частинок при дужевеликих енергіях. При цьому розглядається глобальна еволюція Всесвіту.Сьогодні еволюція Всесвіту всесторонньо обгрунтовується численнимиастрофизичними спостереженнями, які спираються на теоретичний базис всієї фізики.

Космологія, будову Всесвіту,минуле, сьогодення і майбутнє нашого світу - ці питання завжди займали кращіуми людства. І укладачі Старого Завіту, і древні філософи з різнихкуточків світла пропонували свої, часом еволюційні, варіанти космології,засновані на тимчасовій шкалі, і описували якусь послідовність подій вобразах свого часу. Уявлення наших предків не так вже кардинальновідрізняються від сучасних моделей, що спираються на дані сучасноїспостережної астрономії, в першу чергу позаземної. У 1972 р. Кіржніц і Лінде прийшли до висновку, що в ранньому Всесвіті відбувалися своєрідні фазовіпереходи, коли відмінності між різними типами взаємодій раптом зникали:сильні і електрослабкої взаємодії зливалися в одну єдину силу. (Єдинатеорія слабкого і електромагнітного взаємодій, здійснюваних кварками ілептона допомогою обміну безмасовими фотонами (електромагнітневзаємодія) і важкими проміжними векторними бозона (слабкавзаємодія), створена в кінці 1960-х рр.. Стівеном Вайнбергом, ШелдономГлешоу і Абдус Саламом.) Надалі Лінде зосередився на вивченніпроцесів на ще більш ранніх стадіях розвитку Всесвіту, в перші 10-30 спісля її народження. Раніше здавалося малоймовірним, що до нас може дійти лунаподій, що відбувалися в перші мілісекунди народження Всесвіту. Однак вОстанніми роками сучасні методи астрономічних спостережень дозволилизаглянути в далеке минуле. [3, c.32-43]

1931р. англійський фізик-теоретик ПольДірак припустив існування магнітних монополів. Якщо такі частинкидійсно існує, то магнітний заряд повинен бути кратний деякоїзаданій величині, яка, в свою чергу, визначається фундаментальною величиноюелектричного заряду. Майже на півстоліття ця тема була практично забута, але в 1975 р. було зроблено сенсаційну заяву про те, що магнітний монополь виявлений в космічнихпроменях. Інформація не підтвердилася, але повідомлення знову пробудило інтерес допроблемі і сприяло розробці нової концепції.

Згідно нового класу теорійелементарних частинок, яке виникло в 70-і рр.., в ранньому Всесвіті в результатіфазових переходів, передбачених Кіржніц і Лінде, могли з'явитисяекзотичні об'єкти, кожен з яких мав окремо північний і окремо південнийполюс. (У магніту, на скільки частин його б не розпилювали, завжди залишається дваполюса.) Вони називалися монополій. Маса кожного монополя в мільйон мільярдівразів більше маси протона. У 1978 р. вчені виявили, що таких монополівнароджувалося досить багато, так що зараз на кожен протон доводилося б поМонополія, а значить, Всесвіт була б дуже важкою і швидко сколлапсировалапід своєю власною вагою. Той факт, що ми до цих пір існуємо,спростовує таку можливість. [1, c.22-29]

Космологічний принцип був впершесформульований німецьким філософом Миколою Кузанський (1401-1464), який ще вXV в. стверджував: "Вічно рухома Всесвіт не має ні центру, ніокружності, ні верху, ні низу, вона однорідна, у різних частинах її пануютьоднакові закони ". Йому ж належить знаменитий афоризм: "Всесвітє сфера, центр якої всюди, а окружність ніде ", який частопомилково приписують Джордано Бруно або Паскалю, всього лише повториввислів Кузанця.

Розробка інфляційних сценаріїв укосмології завершилася, за словами одного з авторів А. Д. Лінде, створеннямтеорії хаотичної інфляції. У його сценарії становлення Всесвіту описуєтьсяяк випадкове слідство хаотичного "кипіння"просторово-часової квантової піни. Процес народження всесвітів в такійпіні не тільки випадковий і хаотичний, але і нескінченний: одні всесвіти, народжуючись,тут же коллапсую, інші ростуть, залишаючись мертвими, треті позбавлені часу ірозвитку, а четверті заповнюються галактиками, зорями, планетами і стаютьподібні нашого Всесвіту. [1, c.31]

1.2 Перегляд теорії раннього Всесвіту

Одна з труднощів, з якоюстикається традиційна теорія Великого вибуху, - необхідність пояснити,звідки взялося колосальна кількість енергії, потрібний для народженнячастинок. На цей і ряд інших питань спробували відповісти автори теорійроздувається Всесвіту.

У 1980р. співробітник Массачусетського технологічногоінституту Алан Гус (Alan Guth) у статті "роздувати Всесвіт:можливе рішення проблеми горизонту і площинності "виклав цікавийсценарій роздувається Всесвіту. Основною його відмінністю від традиційної теоріїВеликого вибуху стало опис народження світобудови в період з 10-35 до 10-32с.Гус припустив, що швидкість розширення Всесвіту була висока протягом більштривалого часу, ніж передбачалося раніше. Приблизно через 10-35с. Всесвітперейшла в стан псевдовакуума, при якому її енергія виключно велика.Тому розширення (роздування) відбувалося швидше, ніж по теорії Великоговибуху.

Через 10-35с. після народження світу небуло нічого, крім чорних міні-дір і "обривків" простору. Прирізкому роздуванні ділянки "піни" перетворилися в окремі всесвіти.Деякі з них, можливо, виявилися вкладеними один в одного. Отже,може існувати безліч всесвітів, недоступних для нашого спостереження.

Інфляційна теорія була заснована натак званої теорії фазових переходів в ранньому Всесвіті. На відміну відСтробінского, Гус придумав якийсь механізм і постарався за допомогою одногопростого принципу пояснити, чому Всесвіт велика, плоска, однорідна...,ізотропна, а також чому монополів немає. Модель такого рішення не давала. Такж важко було пояснити, чому, розпочавшись, роздмухування в кінці кінцівприпиняється. Незважаючи на ряд суперечностей і труднощів, модель Гуса сталазначним досягненням космології і стимулювала розробку нових сценаріївроздувається Всесвіту.

Нова інфляційна теорія. В середині1981 Лінді запропонував перший варіант нового сценарію роздуваєтьсяВсесвіту, що грунтується на більш детальному аналізі фазових переходів в моделіВеликого об'єднання. Він прийшов до висновку, що експоненційний розширення незакінчується утворенням пухирців, а інфляція може йти не тільки дофазового переходу з утворенням пухирців, але і після, вже всередині них. (Врамках цього сценарію спостережувана частина Всесвіту вважається міститься всерединіодного пухирця.)

У новому сценарії Лінде показав, щорозігрів після роздування відбувається за рахунок народження частинок. Таким чином,співудару стінок бульбашок, що породжують неоднорідності, стали не потрібні, і тимсамим була вирішена проблема великомасштабної однорідності і ізотропностіВсесвіту. Новий сценарій містив два ключових моменти: по-перше, процеспорушення симетрії повинен йти спочатку повільно, щоб забезпечувалосяпереходу.Це бувВ останні рокизавданням.Він

він

[6, c.

Глава 2. ВидиВиявилося,

Ця

екваторіальній площині.

Різніскупчення.

енергію.

У центріСонце

Серед нихДоЦе Велике і Мале Магеллановігалактики.випромінювання.

Висновок

В

В

СпробаЧи нечасу.их зусиль, що здається - ось-ось почнеться Інфляційнафаза Великого інтелектуального вибуху. А може бути, вона вже почалася. А можебути концептуальні світи В«зіткнулисяВ» і ось - ось полетять іскри?

Будучинікчемною частинкою цілого, - важко скласти уявлення про ціле. Нашихзнань про матерію ще не достатньо для впевненого моделювання навколишнього наспростору. Ми ще тільки наближаємося до тієї сходинці, звідки можна вжерозглянути всі навколо з подробицями.

Списоквикористаної літератури

1.Архіпкін В.Г.,Тимофєєв В.П. Підручник для вузів. 4-е изд. Флінта:-М. Природно -наукова картина світу, 2000. - 315 с.

2.Вонсовський С.В. Сучаснаприродничо-наукова картина світу - М., 1994.

3.Герловін І.Л.Основи єдиної теорії всіх взаємодій у речовині. Л.: Вища школа,Ленінгр.отд-ня, 1990

4.Карпенків С.Х.Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів. - М.: Культура іспорт, ЮНИТИ, 1997.

5.ПротодьяконовМ.М., Герловін І.Л. Електронна будова і фізичні властивості кристалів. М.:Наука, 1975.

6. yandex.ru

7. .sciteclibrary.ru

---

Вернуться назад