Космология

Заказать работу

Наука, которая изучает вселенную как единое целое, называется космологией. Большинство существующих космологических теорий опирается на теорию тяготения, физику элементарных частиц, общую теорию относительности и другие фундаментальные физические теории и, конечно, на астрономические наблюдения. В космологии широко используется метод моделирования, ученые строят теоретические модели Вселенной, ищут наблюдательные факты, на основе которых можно проверить правильность теоретических выводов. Применение ЭВМ позволяет проводить необходимые при этом расчеты. Реальная вселенная, как оказалось, хорошо описывается моделями расширяющейся Вселенной.

РАСШИРЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ

Первое успешное определение лучевой скорости галактики по наблюдению доплеровского смещения ее спектральных линий было выполнено в 1912 г. Слайфером в обсерватории Ловелла. Он нашел, что галактика в созвездии Андромеды приближается к Земле со скоростью около 200 км/с. Это удивительный результат, если вспомнить, что большинство звезд движется со скоростями не более 50 км/с. Изучая спектры других галактик, Слайфер нашел, что для большинства из них характерно красное смещение линий, т. е. в отличие от галактики в Андромеде эти галактики скорее всего удаляются, а не приближаются. Смещение спектральных линий снова давало большие скорости. К 1914 г. Слайфер измерил спектры 13 галактик; все они, за исключением двух, удалялись со скоростями около 300 км/с.

Такие скорости намного превосходили самые большие скорости, когда-либо измеренные в астрономии. Однако самое удивительное было еще впереди. К 1917 г. были зарегистрированы скорости в 600 км/с, но даже этот рекорд был вскоре превзойден. Интересно прочитать комментарий того времени. Эддингтон писал в 1923 г.:

«Одной из самых запутанных проблем космологии являются огромные скорости спиральных туманностей. Их лучевые скорости в среднем составляют около 600 км/с, и в громадном большинстве преобладают скорости удаления от Солнечной системы. Обычно считают, что спиральные туманности - самые удивительные из известных нам сейчас объектов (хотя эта точка зрения и оспаривается некоторыми авторитетами), так что скорее всего именно здесь, чем где-нибудь еще, мы могли бы поискать эффекты, обусловленные общими свойствами Вселенной».

Эддингтон приводит затем список лучевых скоростей спиральных галактик, измеренных Слайфером к февралю 1922г., и продолжает:

«Очень поразительно громадное преобладание положительных скоростей (удаление); однако, к сожалению, недостаток наблюдений туманностей в южном полушарии не позволяют сделать окончательное заключение. Если даже южные туманности покажут преобладание положительных скоростей, космологические трудности все же не исчезнут полностью... Нужно будет понять, почему две туманности( в том числе большая туманность Андромеды) приближается к нам с довольно большой скоростью; как раз эти скорости определены исключительно хорошо».

Это высказывание Эддингтона напоминает нам, что в то время не было с определенностью установлено, что спиральные галактики лежат вне Млечного Пути. Открытие Хаббла датируется 1924 г. В дальнейшем свет на природу слайферовских скоростей был пролит с открытием в 1926-1927 гг. вращения Млечного Пути. Скорость движения Солнца вокруг центра галактики составляет около 250 км/с. Другие объекты в Млечном пути также обращаются вокруг его центра, поэтому их лучевые скорости относительно Солнца значительно меньше 250 км/с. Объекты, находящиеся вне Млечного пути, не участвуют в его вращении, так что скорости галактик нужно исправить за движение Солнца, чтобы узнать их скорости относительно Млечного Пути как целого. Когда эта поправка была внесена, быстрое приближение двух галактик, которое так смущало Эддингтона, значительно замедлилось, но самое интересное, что после исправления скорость приближения галактики в Андромеде оказалась всего лишь около 100 км/с. Таким образом, первая измеренная Слайфером скорость, которая казалась в то время устрашающе большой, не давала представления о тех сюрпризах, которые должны были последовать.

Значение результатов Слайфера прояснилось в дальнейшем благодаря важному открытию Хаббла, который показал, что скорости удаления галактик отнюдь не случайны. Исходя из измеренных им расстояний до спиральных галактик, Хаббл В 1929 г. установил, что вплоть до расстояния 6 миллионов световых лет скорости галактик пропорциональны расстояниям до них. На первый взгляд могло бы показаться, что открытие Хаббла восстановило привилегированное положение Млечного Пути. Однако, как вскоре стало ясно, результат Хаббла вовсе не означает , что Млечный Путь является единственным центром разбегания галактик. Напротив закон расширения, в котором скорость прямо пропорциональна расстоянию, означает, что любую галактику можно принять за центр расширения. и при этом будет наблюдаться тот же самый закон разбегания.

Хаббл считал, что постоянная пропорциональности в его законе разбегания галактик равна приблизительно 500 км/(с·Мпс). Эту шкалу скоростей можно представить более наглядным способом, который объясняет, почему результат Хаббла означает, что 2 миллиона лет назад все галактики находились очень близко друг к другу. Этот результат был поразителен не только сам по себе, но также и потому, что, как считали, возраст Земли и Солнца больше 2 миллиардов лет.

Конечно, предположение, что Вселенная расширяется все время с постоянной скоростью, может быть ошибочным. В этом случае момент, когда галактики находились в одной области пространства, мог иметь место больше, чем 2 миллиарда лет назад. Этот вопрос нельзя решить без теории расширения. Между тем многие считали, что время 2 миллиарда лет, которое называется постоянной Хаббла, имеет фундаментальное значение для Вселенной в целом.

Такой вывод может показаться поспешным, однако последующие работы, как правило, подтверждали его. К 1931 г. Хаббл расширил область справедливости своего закона с 6 миллионов до 150 миллионов световых лет. Наконец, благодаря новым измерениям доплеровского смещения, выполненным Хьюмассоном, Хаббл достиг расстояний 240 миллионов световых лет, где скорости удаления составляли около 1/7 скорости света. Такова была ситуация, когда Хаббл опубликовал свою книгу «Мир туманностей» в 1936 г.

С тех пор вступил в строй 200-дюймовый телескоп в Маунт-Вилсон и усовершенствованы методы регистрации света, собираемого телескопом. Это позволило определить красные смещения более слабых и удаленных галактик. Однако единственное важное изменение результатов Хаббла связано с большой ошибкой в его шкале расстояний. Постоянную Хаббла теперь принимают равной примерно 10 миллиардам лет. Это значение больше предполагаемых возрастов Земли и Солнца и сравнимо с возрастом старейших звездных скоплений . Таким образом, предположение, что некогда Вселенная была очень плотной, не встречает больше никаких трудностей.

Радченко Алекс

Другие материалы

  • Современная научная космология
  • ... космической материи и ее последующего эволюционного развития неотъемлемой частью вошла в современную научную картину мира. 3.4. Модель "Горячей вселенной" Принципиально новый этап в развитии современной эволюционной космологии связан с именем американского физика Г.А.Гамова (1904-1968), ...

  • Сучасна космологія
  • ... академіками В.Л. Гинзбургом, Я.Б. Зельдовічем, Е.М. Лівшицем, М.А. Марковим, І.М. Халатниковим. Слід підкреслити визначаючу роль астрофізичних наглядів в розвитку сучасної космології. Її висновки і висновки перевіряються прямими або непрямими наглядами. Сьогодні ми можемо судити про будову і еволюц ...

  • Происхождение против творения в физической космологии
  • нечего опасаться физических космологий последней половины столетия, поскольку они не дают очевидного подтверждения божественного творения. Вызов, брошенный мне Филлипом Куинном, заставляет меня выдвинуть более сильный обвинительный вердикт против естественной теологии. Как модель Большого Взрыва, с ...

  • Современная космология и проблема скрытой массы во Вселенной
  • ... частиц при очень больших энергиях. Другой важной проблемой космологии является проблема возникновения структуры Вселенной — скоплений галактик, самих галактик и т. д. из первоначально почти однородного расширяющегося вещества. Современная космология построена трудами многих ученых всего мира. Можно ...

  • Концепція нескінченності й космологічна еволюція
  • ... найбільш важливим для розуміння місця людини у Всесвіті є виникнення життя на Землі й соціально-економічна й культурно-історична еволюція людства. Біологічна й екологічна еволюції являють собою необхідні передумови для виникнення суспільства, не говорячи вже про те, що багато наших інтуїтивних ...

  • Проблемы космологии
  • ... , многие частицы, считающиеся сейчас элементарными, например кварки, могут быть вовсе не элемен­тарны. И перед физикой элементарных частиц, и перед космологией стоит, как Эверест, проблема создания еди­ной теории объяснения мира. Сегодняшняя физика берется объ­яснить все или почти все, что проис­ ...

  • Современная космология и проблема скрытой массы во Вселенной
  • ... частиц при очень больших энергиях. Другой важной проблемой космологии является проблема возникновения структуры Вселен­ной — скоплений галактик, самих галактик и т. д. из первоначально почти однородного расширяющегося ве­щества. Современная космология построена трудами многих ученых всего мира. ...

  • О физической обоснованности некоторых идей в физике и космологии
  • ... , что все матетатики поражены слепотой. Возможно, дело вовсе не в слепоте некоторых математиков, а в том, что определённые заведомо ложные идеи можно легко и эффектно преподнести ничего не понимающей в излагаемом физическом процессе “широкой публике”, а этим самым и людям, финансирующим науку. Тогда ...

  • Космология как наука
  • ... космологии – науки о строении и эволюции Вселенной – начали формироваться после создания в 1917 г. А. Эйнштейном первой релятивистской модели, основанной на теории гравитации и претендовавшей на описание всей Вселенной. Эта модель характеризовала стационарное состояние Вселенной и, как ...

  • Философия космологии
  • ... свое победное шествие. Поэтому есть смысл еще раз проанализировать ситуацию. Для начала вернемся к бывшей “священной овце” космологии – к постоянной Хаббла. Учтем наблюдательный ФАКТ высокой степени глобальной изотропности плотности материи в наблюдаемой части пространства, хотя большинство ...

  • Византийская космология в XI веке
  • ... сводов было не случайным событием, и они могут рассматриваться как свидетельство общей научной атмосферы эпохи. В качестве основных для характеристики византийской космологии XI в. нами избраны два сочинения — "De Omnifaria Doctrina" Михаила Пселла [12, кол. 688— 784] и "О природе" Симеона Сета [4, ...

  • Космология Аристотеля
  • ... , о движении по природе, естественном, и движении против природы, насильственном,- это важные моменты космологии Аристотеля. Мир состоит из пяти стихий, "элементов". Физика Аристотеля качественная. Повторяя общие представления античной натурфилософии, не приемля атомизм, он сводит все ...

  • Персоналистская Космология – универсальная наука будущего
  • ... осуществления нового макросдвига. [13] Такими научным направлением может стать, на мой взгляд, персоналистская космология как выражение универсальной системологии. Системология – наука о системах. Методология системного анализа возникла из необходимости изучения сложных и сверхсложных биологических ...

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info