Эволюция Вселенной

Эволюция Вселенной

КОСМОЛОГИЯ.

современная наука о строении и эволюции Вселенной

Каждый из вселенских объектов — это уникальное формирование

с таинственной структурой. Сегодня мы гораздо лучше

понимаем устройство Вселенной, но каждое полученное знание

лишь рождает новые вопросы. Исследование атомных частиц

в коллайдере, наблюдение за жизнью в дикой природе,

высадку межпланетного зонда на астероиде также можно

назвать изучением Вселенной, ибо данные объекты входят в ее

состав. Человек тоже часть нашей прекрасной звездной Вселенной.

Изучая Солнечную систему или далекие галактики, мы больше узнаем

о самих себе.

Размеры Вселенной

размеры составляют 13,8 млрд световых лет.

Однако на самом деле они больше, ибо с момента рождения Вселенная непрерывно расширяется.

Часть движется со сверхсветовой скоростью, из-за чего значительное количество объектов во Вселенной останутся невидимыми навеки.

Данный предел называются сферой или горизонтом Хаббла.

ЭВОЛЮЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ

АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН

Самым главным свойством Вселенной является её постоянное расширение

АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ ФРИДМАН

занялся анализом десяти сложнейших уравнений теории относительности и

пришёл к фундаментальному выводу: ни при каких условиях их решение не

может быть единственным. Это означало, что невозможно точно ответить на

вопрос о том, какой формой обладает Вселенная, каков её радиус кривизны и

вообще, стационарна она или нет.

Модели нестационарной Вселенной

Фридманом было получено три возможные модели нестационарной Вселенной: две из них описывали монотонно расширяющуюся Вселенную. А третья модель предполагала периодичность Вселенной, то есть радиус кривизны её пространства сначала возрастает от нуля до некоторого значения, а затем вновь уменьшается до нуля. Всё это говорило о том, что Вселенная не может находится в стационарном состоянии, она должна расширяться и сжиматься под действием гравитационных сил.

Итак, согласно его теории, Вселенная возникла около 14 миллиардов лет назад

в результате Большого взрыва и с тех

пор непрерывно расширяется, и охлаждается. До взрыва не было ничего:

ни материи, ни пространства,

ни времени. Четыре фундаментальных

взаимодействия объединены в одно.

А сама Вселенная представляла собой некую субстанцию с бесконечно малым объёмом и бесконечно большой плотностью.Такое состояние материи принято называть сингулярностью.

НО ПОЧЕМУ ЖЕ ВСЕЛЕННАЯ РАСШИРЯЕТСЯ?

Ответ на этот вопрос впервые предложили бельгийский священник Жорж Леметр и

советско-американский физик Георгий Антонович Гамов.

ТЕОРИИ

образования Вселенной

МОДЕЛЬ СТАЦИОНАРНОЙ ВСЕЛЕННОЙ

НАША, КАК И ДРУГИЕ ВСЕЛЕННЫЕ, ОБРАЗОВАЛИСЬ ВНУТРИ ЧЕРНЫХ ДЫР.

БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ

недостаток:

неспособность объяснить феномен взрыва

Ряд ученых придерживались мнения, что в результате квантовых флуктуаций она возникла из вакуума

Строение Солнца

Ядро

Атмосфера

• фотосферы хромосферы короны
• фотосферы
• хромосферы
• короны

• центральная часть, где происходят термоядерные реакции, превращающие водород в гелий. Температура в ядре достигает 14 млн К.
• центральная часть, где происходят термоядерные реакции, превращающие водород в гелий. Температура в ядре достигает 14 млн К.

Зона лучистого переноса

Конвективная зона

• область, через которую энергия от ядра передаётся к внешним слоям путём поглощения и переизлучения фотонов.  
• область, через которую энергия от ядра передаётся к внешним слоям путём поглощения и переизлучения фотонов.  

• слой, в котором энергия передаётся путём активного перемешивания вещества (конвекции).
• слой, в котором энергия передаётся путём активного перемешивания вещества (конвекции).

Эволюция Солнца

Рождение  

Основной этап  

Стадия красного гиганта

Стадия образования планетарной туманности и белого карлика

Строение звёзд

Ядро

Конвективная зона

Лучистая зона

Эволюция звёзд

Формирование 

Протозвезда

Главная последовательность

Красный гигант

Планетарная туманность

Белый карлик

Классификация по размерам

Обычные звёзды (средние)

соизмеримы по размерам с Солнцем

Карлики  

в сотни раз меньше Солнца

Гиганты

в десятки раз больше Солнца

Сверхгиганты

в сотни раз больше Солнца

T = 30–60 тыс. К

T = 10–30 тыс. К.

T = 7,5–10 тыс. К.

T = 6–7,5 тыс. К.

T = 5–6 тыс. К.

T = 3,5–5 тыс. К.

T = 2–3 тыс. К.

Классификация по цвету

Энергия звёзд обеспечивается двумя основными источниками:

Гравитационное сжатие

Термоядерные реакции

При сжатии звезды гравитационная энергия переходит в тепло, и температура объекта возрастает. Однако этот процес служит источником энергии только на коротких стадиях развития звезды.

объединение лёгких атомных ядер в более тяжёлые. При этом выделяется большое количество энергии.

термоядерные реакции — основной источник энергии звёзд, а гравитационное сжатие — дополнительный, но временный.

Галактика

— это система из звёзд и их скоплений, межзвёздного газа и пыли, тёмной материи, планет, которые связаны между собой гравитацией.

Структура галактики

Ядро

центральная часть, в которой сосредоточена масса.

Диск

слой, где расположены большинство объектов галактики.

Балдж

сферическая объёмная оболочка центра, богатая старыми звёздами

области в дисках спиральных галактик, где особенно интенсивно идёт звездообразование.

Спиральные рукава

внешний компонент сферической формы, содержащий старые и рассеянные звёзды, а также тёмную материю.

Гало

Виды галактик

Спиральные

Линзовидные

Эллиптические

Неправильные, или иррегулярные

Современные представления о строении Вселенной:

Крупномасштабная структура

На крупных масштабах Вселенная состоит из

галактик

скоплений галактик

сверхскоплений.

Вещество во Вселенной распределено в нитевидных сверхскоплениях галактик, области между которыми составляют размеры порядка нескольких миллионов световых лет и не имеют светящегося вещества.

Состав Вселенной

Тёмная энергия .

Составляет примерно 73% от всей энергии Вселенной. Именно она заставляет экспансию Вселенной ускоряться. 

Холодная тёмная материя .

Занимает около 23% и ведёт себя как обычная материя, но не взаимодействует с электромагнитным излучением. 

Обычная материя . 

Составляет лишь около 4% от всей Вселенной. 

Современные представления об эволюции Вселенной в основном основываются на теории Большого Взрыва.