ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Сучасні уявлення походження Всесвіту (Теорія Великого вибуху )
         

     

    Природничі науки

    Інститут міжнародного права та економіки

    імені А.С. Грибоєдова

    Юридичний факультет

    Заочне відділення

    II курс

    Курс «Концепція сучасного природознавства»

    Реферат

    Сучасні уявлення походження

    Всесвіту (теорія Великого вибуху)

    Реферат студента

    групи Ю-23

    Дорошина

    Андрія Євгеновича

    м. Петрозаводськ (філія)

    2000

    СУЧАСНІ УЯВЛЕННЯ ПОХОДЖЕННЯ

    ВСЕСВІТУ (ТЕОРІЯ ВЕЛИКОГО ВИБУХУ)

    План реферату:

    Вступ 3


    1. Чи був Великий вибух? 3-4

    2. Стандартний сценарій Великого вибуху 4-7

    3. Сучасні теорії про подальшої еволюції всесвіту 7-8

    4. Проблеми теорії Великого вибуху 8-10

    Висновок 11

    Глосарій 12

    Список використаної літератури 13

    Введення

    Проблеми зародження та існування Всесвіту займали самогостародавньої людини. Небо, яке було доступно його огляду, було для ньогодуже цікаво. Недарма астрономія вважається однією з найдавніших наук проприроді. Не втратив інтересу до вивчення проблем космосу і сучаснийлюдина, але він дивиться глибше, його вже цікавить не просто з'ясуванняпитання, що є Всесвіт? Сучасні вчені шукають відповіді на наступніпитання:а) Що було, коли Всесвіт народжувалася?б) Як давно це було і як відбувалося?в) народжуються чи Всесвіт взагалі або вона глобально стаціонарне?

    Для пошуку відповідей на ці непрості запитання в астрономії з'явиласянова галузь - космологія. За визначенням А.Л. Зельманова (1913-1987)космологія - це сукупність накопичених теоретичних положень пробудову речовини і структуру Всесвіту, як цілісного об'єкту, так іокремі наукові знання охопленої астрономічними спостереженнями світу якчастини Всесвіту. Космологія стала шукати різні варіанти відповідей напоставлені питання, висувати різні теорії і гіпотези. Так з'явилася
    Теорія Великого вибуху і гіпотези, що описують перші миті народження
    Всесвіту, її структуризацію і розвиток.

    Космологія, як і будь-яка сучасна наука, сьогодні бурхливо живе ірозвивається, в більшій мірі за рахунок «альтернативних теорій». Все цедозволяє людству точніше зрозуміти суть фізичних процесів, даєможливість ученим прогнозувати подальшу еволюцію Всесвіту.

    У пропонованому Вашій увазі реферату, я постараюсь висвітлитипроблеми походження Всесвіту, зокрема теорію Великого вибуху,перші етапи життя Всесвіту, перспективи її розвитку.

    1. Чи був Великий вибух?

    Академік Я.Б. Зельдович писав із цього приводу в 1983 р.: «Теорія
    «Великого вибуху» в даний момент не має скільки-небудь помітнихнедоліків. Я б навіть сказав, що вона так само надійно встановлена івірна, наскільки вірно те, що Земля обертається навколо сонця. Обидві теоріїзаймали центральне місце в картині світобудови свого часу, і обидві малибагато противників, які стверджували, що нові ідеї, закладені в них, абсурдніі суперечать здоровому глузду. Але подібні теорії не в змозіперешкоджати успіху нових теорій ».

    На чому грунтується впевненість академіка Я.Б. Зельдовича всправедливості теорії «гарячого Всесвіту»? Є ряд даних, якіпідтверджують теорію Великого вибуху.

    По-перше, це дані про вік небесних тіл. Ми знаємо, що вік
    Сонячної системи близький до 4,6 млрд. років. Менш точно відомий вікнайстаріших зірок, швидше за все він близький до віку нашої та іншихгалактик (10-15 млрд. років). Отже, дані про вік небесних тілпорівнянні з даними про вік Метагалактика.

    Друге підтвердження полягає в тому, що дані радіоастрономіїсвідчать, що в минулому далекі позагалактичні джереларадіовипромінювання випромінювали інтенсивніше, ніж сьогодні, отже, ціджерела еволюціонують. Коли сьогодні ми спостерігаємо могутнє джерелорадіовипромінювання, необхідно пам'ятати про те, що перед нами його далекеминуле, адже сьогодні радіотелескопи приймають хвилі, які були випромінюючимільярди років тому. Факт, що радіогалактики і квазари еволюціонують,причому час їх еволюції співпадає з часом існування Метагалактика,говорить на користь теорії Великого вибуху.

    Третім важливим підтвердженням даної теорії, єспостережувана поширеність хімічних елементів з тим співвідношеннямгелію і водню (1/4 і 3/4 відповідно), що виникло під часпервинного термоядерного синтезу.

    Головним же підтвердженням теорії Великого вибуху ( «гарячого Всесвіту»)вважається відкриття реліктового випромінювання. Для космології це явище маєфундаментальне значення, порівнянне за значенням з відкриттям розширення
    Метагалактика.

    У чому суть відкритого реліктового випромінювання? Так званий «відрив»випромінювання від речовини відбувався, коли температура на зростаючій
    Всесвіту була близько 3000-4000 К. У ході подальшого розширення
    Всесвіту температура знижувалася, але характер випромінювання (його спектр)зберігся до наших днів, нагадуючи про далеку «молодості» Метагалактика.

    Радянський астрофізик І.С. Шкловський запропонував називати це випромінюванняреліктовим. Теорія передбачила існування реліктового випромінювання.
    Теоретичні оцінки температури реліктового випромінювання були дані в 40-50р.р. в роботах Г.А. Гамова, а потім його учнів Р. Альфреда і Р. Германа.
    У 1964 р. радянські астрофізики І.Д. Новиков та А.Г. Дорошкевич впершевиконали конкретні розрахунки інтенсивності випромінювання різних об'єктів:зірок, міжзоряного пилу, галактики і т.д.

    Наприкінці 60-х років група американських вчених на чолі з Р. Діккеприступила до спроб виявити реліктове випромінювання. Але їх випередили А.
    Пензіас і Р. Вільсон, що отримали в 1978 р. Нобелівську премію за відкриттямікрохвильового фону (це офіційна назва реліктового випромінювання) нахвилі 7,35 см.

    Примітно, що майбутні лауреати Нобелівської премії не шукалиреліктове випромінювання, а в основному займалися налагодженням радіоантени дляроботи за програмою супутникового зв'язку. З липня 1964 по квітень 1965 р. вонипри різних положеннях антени реєстрували космічне випромінювання,природа якого спочатку була їм не ясна. Цим випромінюванням і виявилосяреліктове випромінювання.

    2. Стандартний сценарій Великого вибуху

    Нас цікавлять події, що відбулися, за різними оцінками, 13 - 20млрд. років тому (13 млрд. років відповідно до теорії «закритого світу», а
    20 млрд. років з теорії «Відкритого світу»). Весь цей час наш Всесвіт,відповідно до теорії Великого вибуху, постійно розширювалася. У пролом жщільність речовини повинна бути величезною. Відповідно до теорії А. Фрідманавипливає, що щільність могла бути нескінченно великий, хоча деяківчені називають якийсь можливий межа значення щільності речовини,приблизно рівний 10 97 кг/м 3.

    Іншим важливим параметром є температура. Питання про те,холодної »або« гарячої »була матерія в ту епоху, довгий час залишавсяспірним. Вирішальні докази, що Всесвіт був гарячою, вдалосяотримати в середині 60-х років. В даний час більшість космологіввважає, що матерія на початку розширення Всесвіту була не тількинадщільний, але й дуже гарячою, а теорія розглядає фізичніпроцеси на початку розширення Всесвіту отримала назву «теорії гарячої
    Всесвіту ».

    Відповідно до цієї теорії, початковий Всесвіт представляв собою гігантськийприскорювач «елементарних» часток. Початком роботи Вселенського прискорювача був
    Великий вибух. Цей термін часто застосовують сучасні космологи.
    Спостережуваний розліт галактик і їхніх скупчень - наслідок Великого вибуху.
    Академік Я.Б. Зельдович назвав цей вибух астрономічним, тим самим,підкресливши його відмінність від хімічного вибуху.

    В обох вибухів є спільні риси, наприклад, в обох випадках речовинупісля вибуху охолоджується при розширенні, падає і його щільність. Але є іістотної відмінності. Головне полягає в тому, що хімічний вибухобумовлений різницею тисків під вибухає речовині і тиском внавколишньому середовищі (повітрі). Ця різниця тисків створює силу, повідомляєшвидкість частинок заряду вибухової речовини. У астрономічному вибухуподібної різниці тиску немає. Астрономічний вибух не почався з якого -то певного центру, поширюючись на всі великі області, астався відразу в усьому існуючому тоді просторі. Уявити собіце дуже важко, тим більше що «весь простір» на початку вибуху моглобути як кінцевим (теорія замкнутого світу), так і нескінченним (теоріявідкритого світу).

    У теорії космології приємно еволюцію всесвіту розділяти на 4 ери:а) адронний ера (початкова фаза, що характеризується високою температурою іщільністю речовини, що складається з елементарних часток - «адронів»);б) лептона ера (наступна фаза, що характеризується зниженням енергіїчастинок і температури речовини, що складається з елементарних часток
    «Лептонів». Адрони розпадаються в мюони і мюонне нейтрино - утворюється
    «Нейтринної море»;в) фотонна ера або ера випромінювання (характеризується зниженням температури до
    10 К, анігіляцією електронів і позитронів, тиск випромінювання повністювідокремлює речовина від антиречовини);г) зоряна ера (тривала ера речовини, епоха переважання частинок,триває з часу завершення Великого вибуху (приблизно 300 000 роківназад) до наших днів.

    У нульовий момент часу Всесвіт виник з сингулярності, тобтоз точки з нульовим обсягом і нескінченно високими густиною та температурою.
    Намагаючись пояснити походження Всесвіту, прихильники Великого вибухустикаються з серйозною проблемою, оскільки початковий стан Всесвітув розробленій ними моделі не піддається математичному опису. В їхописах Всесвіт на початку являла собою точку просторунескінченно малого обсягу, що мала нескінченно велику щільність ітемпературу. Такий стан речовини в принципі не може бути описаноматематично. Мовою науки це явище отримало назву
    «Сингулярності».

    Протягом першого мільйонної частки секунди, коли температуразначно перевищувала 10 12 К (за деякими оцінками до 10 14 І на), ащільність була неймовірно велика, відбувалися неймовірно швидко змінюютьсебе екзотичні взаємодії, недоступні розумінню в рамкахсучасної фізики. Ми можемо лише розмірковувати, якими були ці першімиті, наприклад, можливо, що чотири фундаментальні сили природи булизлиті воєдино. Є підстави вважати, що до кінця першої мільйонної часткисекунди вже існував первинний «бульйон» багатих енергією ( «гарячих»)часток випромінювання (фотонів) і часток речовини. Іншими словами матерія
    Всесвіту представляла собою електронно-позитронного пари (е-і е +); мюонаі антімюонамі (м - і м +); нейтрино і антинейтрино, як електронними (ve,ve), так і мюонним (vm, vm) і тау-нейтрино (vt, vt); нуклонами
    (протонами і нейтронами) і електромагнітним випромінюванням. Цясамовзаімодействующая маса знаходилася в стані так званоготеплової рівноваги.

    У ті перші миті все були частки повинні були безперервновиникати (парами - частка і античастинка) і анігілювати. Це взаємнеперетворення частинок у випромінювання і назад тривало до тез пір, покищільність енергії фотонів перевищувала значення порогової енергії освітичастинок. Коли вік Всесвіту досяг однієї сотої долі секунди, їїтемпература впала приблизно до 10 11 К, ставши нижче граничного значення, приякому можуть народжуватися протони і нейтрони, деякі з цих частинокуникли анігіляції - інакше в сучасній нам Всесвіті не було бречовини. Через 1 секунду після Великого вибуху температура знизилася до
    10 10 К, і нейтрино перестали взаємодіяти з речовиною. Всесвітстала практично «прозорою» для нейтрино. Електрони і позитрони щепродовжували анігілювати і виникати знову, але приблизно через 10 секундрівень щільності енергії випромінювання впав нижче і їх порога, і величезна кількістьелектронів і позитронів перетворилося у випромінювання катастрофічного процесувзаємної анігіляції. По закінченню цього процесу, однак, залишилосяпевну кількість електронів, достатня, щоб, об'єднавшись зпротонами і нейтронами, дати початок тієї кількості речовини, що миспостерігаємо сьогодні у Всесвіті.

    Існує два основних погляду на процес формування галактик.
    Перший полягає в тому, що в будь-який момент часу на зростаючій сумішіречовини і випромінювання могли існувати випадково розподілені області зщільністю вище середньої. У результаті сил тяжіння ці області спочаткувідокремилися у вигляді дуже протяжних згустків речовини. У цих згусткахпочався процес фрагментації, що привів до утворення хмар меншихрозмірів, які пізніше перетворилися на скупчення та окремі галактики,спостерігаються сьогодні. Далі в цих менших (по галактичним розмірами)згустках під дією сил тяжіння у випадкових неоднорідностях щільностіпочалося формування зірок. Інша точка зору дає інший сценарій:спочатку з флуктуацій щільності в розширюється первинному кулісформувалися численні (малі) галактики, які з плином часуоб'єдналися в скупчення, в сверхскопленія і, можливо, в більшіієрархічні структури.

    Головним у суперечці цих двох поглядів є відповідь на запитання, чи мавпроцес Великого вибуху вихровий (турбулентний) характер або протікав більшгладко. Ознак турбулентності в великомасштабної структурі сьогоднішньої
    Всесвіту не спостерігається. Всесвіт виглядає дивно згладженої ввеликих масштабах, не дивлячись на деякі відхилення, в загалом далекігалактики і їх скупчення галактики розподілені по всьому небу рівномірно, аступінь ізотропності фонового випромінювання також досить висока. Все цезмушує визнати, що Великий вибух був безвіхревим, впорядкованимпроцесом розширення.

    У 1978 році, намагаючись знайти обгрунтування для контрольованого співвідношенняфотонів і баріонів (10 8: 1) М. Рис висловив припущення, що фоновевипромінювання може бути результатом «епідемії» освіти масивних зірок,що почалася відразу після відділення випромінювання від речовини і до того, яквік Всесвіту досяг 1 млрд. років. Тривалість життя цих зірок немогла перевищувати 10 млн. років, багатьом з них було призначено пройти стадіюнаднових і викинути в простір важкі хімічні елементи, якічастково зібралися в крупиці твердої речовини, утворивши хмариміжзоряного пилу. Цей пил, нагріта випромінюванням догалактіческіх зірок,могла, у свою чергу, випромінювати інфрачервоне випромінювання, яке в силу йогочервоного зсуву, викликаного розширенням Всесвіту, що спостерігається зараз якмікрохвильове фонове випромінювання.

    Ця точка зору не отримала широкого визнання, але в 1979 р. Д.П.
    Вуді і П.Л. Річардс з Каліфорнійського університету опублікували результатиспостережень, що вказують на деякі відхилення характеристикмікрохвильового фонового випромінювання від кривої випромінювання абсолютно чорноготіла. У тому ж році М. Роуен-Робінсон, Дж. Негропонте і Дж. Силк (Коледжкоролеви Марії, Лондон) вказали, що відхилення виявлені Вуді і
    Річардсом, може бути пояснено випромінюванням пилових хмар, що утворилисяслідом за «епідемією» масового формування зірок, що відповідає теорії
    М. Риса. Якщо ця нова теорія відповідає істині, то це означає, щопереважна кількість всієї маси Всесвіту міститься в невидимихзалишках зірок первинного, догалактіческого, покоління і в даний часможе знаходитися в масивних темних гало, що оточують яскраві галактики,які ми спостерігаємо сьогодні.

    3. Сучасні теорії про подальшої еволюції всесвіту

    Іноді сьогоднішню стадію еволюцію Всесвіту можна порівняти зфеєрверком, який закінчився. Залишилися негайні іскри, попіл і дим. Мистоїмо на остившем поле, вдивляючись в старіючі зірки і згадуючи красуі блиск Всесвіту.

    Що ж очікує наш Всесвіт в майбутньому, якщо вона буде необмеженарозширюватися? Про процес продовжується розширення нашого Всесвітусвідчать майже всі дані спостережень. У міру розширенняпростору матерія стає все більш розрідженої, галактики та їхскупчення все більше віддаляються один від одного, а температура фоновоговипромінювання наближається до абсолютного нуля. З часом всі зірки завершатьсвій життєвий цикл і перетворяться або в білих карликів, остигає достану холодних чорних карликів, або в нейтронні зірки або чорнідірки. Ера святять речовини закінчиться, і темні маси речовини,елементарні частинки і холодне випромінювання будуть безглуздорозлітатися вбезперервно розряджаються порожнечі.

    Втім, чорні дірки не залишаться без роботи. Маючи на те доситьчасу, чорні діри поглинуть величезна кількість речовини всесвіту. Якщотеорія Хокінга вірна, то чорні дірки будуть продовжувати випускати випромінювання,але чорним дірки (з масою рівною масі Сонця) буде потрібно дуже тривалийчас, перш ніж це помітно змінить щось. Фонове випромінювання охолоненабагато раніше, ніж чорні дірки почнуть випромінювати більше, ніж вони будутьпоглинати з цього фонового випромінювання. Такий момент настане тоді, коливік Всесвіту стане приблизно в десять мільйонів разів більшепередбачуваного на сьогодні. Має пройти близько 10 66 років, перш ніжчорні дірки сонячної маси почнуть вибухати, викидаючи потоки часток івипромінювання.

    Дж. Б. Берроу з Оксфордського університету і Ф. Тіплер з
    Каліфорнійського університету в своїх роботах намалювали картину віддаленогомайбутнього необмежено розширюється Всесвіту. Навіть всередині староїнейтронної зірки зберігається ще достатньо енергії. Щоб час відчасу повідомляти частинок, що знаходяться поблизу її поверхні, швидкість,перевищує швидкість тікання. Передбачається, що в результаті цього черездосить тривалий час вся речовина нейтронної зірки повинновипаруватися. Розпадуться і чорні дірки, викликавши народження (у рівних пропорціях)частинок і античастинок. На думку Берроу і Тіплера, якщо запас енергії під
    Всесвіту достатній лише для того, щоб забезпечити її необмеженурозширення, то ефект електричного тяжіння в електронно-позитронногопарах переважить і гравітаційне тяжіння і загальне розширення Всесвітуяк цілого. За певний кінцевий час всі електрони проаннігіліруют звсіма позитрона. У кінцевому підсумку останній стадії існуючої матеріївиявляться не розлітаються холодні темні тіла і чорні дірки, а безберегеморе розрідженого випромінювання, остигаючого до кінцевої, всюди однаковою,температури.

    Другий закон термодинаміки показує, що кінець еволюції Всесвітунастане, коли вирівняється температура її речовини. Так як теплопередається від більш теплих тіл до більш холодним, відмінність їх температур зчасом згладжується, і здійснення подальшої роботи стаєнеможливим. Ця думка про «теплової смерті» Всесвіту була висловлена ще в
    1854 Г. Гельмгольцем (1821-1894). Цікаво, що наше сучаснеуявлення про необмежено розширюється Всесвіту разом з концепцієюквантового випромінювання чорних дір, яка заснована на аналогії міжгравітацією і термодинаміки, призвели (більше кружним шляхом) до тих жевисновків, що зробив Гельмгольц.

    Ми не можемо знати точно, який буде результат протиборства розширення
    Всесвіту і гравітаційного тяжіння її речовини. Якщо переможе тяжіння,то Всесвіт коли-небудь сколапсірует в процесі Великого стиснення, якеможе виявитися кінцем її існування, або прелюдією до новогорозширення. Якщо ж сили тяжіння програють «бій», то розширеннябуде тривати необмежено довго, але тяжіння буде продовжуватиграти суттєву роль у визначенні остаточного стану речовини.
    Речовина може перетворитися на безмежне море однорідного випромінювання, абопродовжиться розсіювання темних холодних мас. У неясному далекому майбутньомуминула епоха зоряної активності може виявитися лише найкоротшиммиттю в нескінченній життя Всесвіту.

    На сьогоднішній день всі дані говорять про те, що наш Всесвітприречена на вічне розширення. Багатьом була б до душі пульсуюча модель
    Всесвіту, що дає надію на відродження нехай не живих істот, то, запринаймні, таких звичних нам речей, як речовина і випромінювання. У будь-якомувипадку нам залишається брати долю космосу такою, як вона є: Всесвітне вибирають.

    4. Проблеми теорії Великого вибуху

    Теорія Великого вибуху захоплює уяву і мало кого залишаєбайдужим. Створюється враження, що вона заснована на фактичномуматеріалі і підкріплена математичними викладками і тому більшостілюдей вона здається більш прийнятною, ніж релігійне поясненнявиникнення Всесвіту. Однак, на думку ряду вчених-космологівдана теорія є лише останньою з цілої низки спробпояснити зародження Всесвіту з позицій фізичного світогляду,згідно з якою світ являє собою породження матерії,функціонує в суворій відповідності до законів фізики.

    Спроби вчених створити таку фізичну модель походження
    Всесвіту грунтуються на трьох аксіоми: всі явища природи можуть бутиповністю пояснені фізичними законами, вираженими в математичнійформі; ці фізичні закони універсальні і не залежать від часу і місця;всі основні закони природи прості. Більшість людей бере ціпостулати як щось само собою зрозуміле, але насправді ніхто йніколи не міг довести їх істинності. І більше, довести їх справедливістьнепросто. Тому не можна виключати, що в основі Всесвіту лежатьпринципово інші закони, що не піддаються простому математичномуопису. Існує психологічна причина, що змушує вченихдотримуватися такого погляду: якщо структура Всесвіту може бути описанапростими фізичними законами, з'являється надія, незважаючи наобмеженість людського розуму, рано чи пізно зрозуміти цю структуру.
    Якщо припустити, що наш Всесвіт нескінченно складна, то потрібно визнати,що людині з його обмеженим розумом, знаннями і можливостями буде дужеважко зрозуміти її структуру.

    Слід визнати можливість того, що уявлення вчених про те,що фізичні закони відкриті ними в лабораторіях, на Землі, діють увсього Всесвіту і на всіх етапах її еволюції, м'яко кажучи, необгрунтовані. Зодного боку без таких припущень не може обійтися жодна спробапояснення походження Всесвіту, адже ми не можемо повернутися на мільярдироків тому і отримати пряму інформацію про зародження нашого Всесвіту. Зіншого боку, багато вчених визнають ризикованість перенесення наших вельмиобмежених знань на світобудову в цілому. Можливо, сама спроба створитипросту математичну модель Всесвіту не цілком коректне і сполучена зтруднощами принципового характеру.

    Першою проблемою є поняття «сингулярності». Професоррадіоастрономії Манчестерського університету Б. Лоувел писав про сингулярностінаступне: «У спробі фізично описати початковий стан Всесвіту минатрапляємо на перешкоду. Питання в тому, чи є це перешкодаподоланні. Може всі наші спроби науково описати початковий стан
    Всесвіту, заздалегідь приречені на невдачу? Це питання, а також концептуальнітруднощі, пов'язані з описом сингулярної точки в початковий моментчасу, є однією з основних проблем сучасної наукової думки ».

    На сьогоднішній день ця перешкода не змогли подолати навіть самівидатні вчені, що розробляють теорію Великого вибуху. Таким чином,дана теорія стикається з проблемами нездоланними буквально з самогопочатку, в більшості науково-популярних викладів теорії великого вибухускладнощі, пов'язані з вихідною сингулярність або замовчуються, абозгадуються побіжно. У спеціальних ж статтях вчені визнають їх головнимперешкодою. Професора математики С. Хоукінга з Кембриджу та Г. Елліс з
    Кейптауна зазначають у своїй монографії «Великомасштабна структурапростору-часу »зазначають:« ... результати наших спостережень підтверджуютьприпущення про те, що Всесвіт виник у певний момент часу.
    Однак сам момент початку творіння, сингулярність не підпорядковується жодномуз відомих законів фізики ».

    Якщо будь-яка модель Всесвіту постулює сингулярність, це,безсумнівно, створює великі теоретичні труднощі. Намагаючись піти від відповідіна питання, що стосуються сингулярності, вчені запропонували теорію такзваної «Нескінченно пульсуючого Всесвіту». Відповідно до цієїтеорією, Всесвіт розширюється, а потім стискується до сингулярності, потімзнову розширюється і знову стискається. Ця теорія, на перший погляд, знімаєпитання про походження Всесвіту - у неї немає початку і кінця, вона існуєвічно. Але до цих пір ніхто не зміг задовільно пояснити механізмпульсування. Крім цього С. Вайнберг у своїй роботі «Перші 3 хвилини»стверджує, що кожен цикл розширення і стиснення повинен призводити допевним прогресуючим змін, а це означає, що у Всесвітімає бути початок, інакше вся історія Всесвіту буде регресом,розтягнувся на вічність.

    Фізик А. Гут з Массачусетського технологічного інституту запропонувавсвою теорію Великого вибуху, яка пояснює спонтанне виникненняцієї організації, усуваючи необхідність штучно вводити точніпараметри в рівняння, що описують початковий стан Всесвіту. Його модельбула названа «інфляційного Всесвіту». Суть її в тому, що всередині швидкорозширюється, перегрітої Всесвіту невелику ділянку просторуохолоджується і починає розширюватися швидше, подібно до того, якхолодна вода стрімко замерзає, розширюючи при цьому. Ця фазашвидкого розширення дозволяє усунути деякі проблеми, властивістандартної теорії Великого вибуху. Однак і ця модель не позбавленанедоліків і основним є те, що для того, щоб рівняння Гутаправильно описували інфляційну Всесвіт, йому довелося дуже точно задативихідні параметри для своїх рівнянь. Гут і його співавтор П. Штайнгартвизнають, що в їх моделі «розрахунки приводять до прийнятних результатами тількиу випадку, якщо задані вихідні параметри рівнянь варіюють у дужевузькому діапазоні. Більшість теоретиків (включаючи і нас самих) вважаютьвихідні умови малоймовірними ».

    Теорія великого вибуху не дає однозначно пояснення походженнягалактик, представлені в даній роботі два погляди на цю проблему неє єдиними. С. Вайнберг у своїй книзі «Перші 3 хвилини» пише:
    «Теорія виникнення галактик є однією з найважчихпроблем астрофізики, проблем, ще дуже далекі від вирішення ».

    Всі сучасні космологічні теорії спираються не тільки накласичну фізику, але і на квантову механіку, які принципововідрізняється один від одного. Якщо класична фізика займається описомповедінки матеріальних об'єктів, то квантова механіка зосереджена тількина математичному описі процесів спостереження та вимірювання. Таким чином,речова матеріальна реальність зникає з її поля зору. Уквантової механіки разом з об'єктом і інструментами дослідження третійелементом аналізованої картини стає спостерігач. Тому застосуванняквантової механіки для опису Всесвіту пов'язане з труднощами, адже завизначенням все спостерігачі є частиною Всесвіту і позбавлені можливостібути стороннім спостерігачем. У спробі сформулювати версію квантовоїмеханіки, яка не потребує стороннього спостерігача, відомий фізик
    Дж. Уїлер запропонував модель, відповідно до якої Всесвіт постійнорозщеплюється на нескінченну кількість копій. Кожна паралельна Всесвітмає своїх спостерігачів, які бачать даний конкретний набір квантовихальтернатив, і всі ці Всесвітів реальні.

    В. Віт писав про свою реакцію на цю теорію в журналі «Фізікс тудей»:
    «Я до сих пір пам'ятаю потрясіння, яке пережив, вперше ознайомившись зтеорією множинності світів. Думка про те, що кожна мить з менез'являється 10 у 100-го ступеня, трохи відрізняються один від одногодвійників, і кожен з них продовжує безперестанку ділитися поки незміниться до невпізнанності, не вкладається в рамки здорового глузду. Осьсправді картина нескінченно прогресуючої шизофренії ... ».

    Мало того, що теорія відносності та квантова механіка самі пособі в застосуванні до космології дають безглузді й фантастичні моделі,більшість вчених покладають великі надії на нестворені ще теоріюєдиного поля, яка повинна об'єднати в собі теорію відносності іквантову механіку. На жаль обидві теорії, застосовані в космології, підчому суперечать один одному.

    Таким чином, на мою думку, всі теорії Великого вибуху не можутьпретендувати на роль наукового пояснення походження Всесвіту. Однакряд вчених у своїх виступах в популярних передачах, у своїх публікаціяхв науково-пізнавальних журналах і в підручниках представляють справу так, якніби їм вдалося пояснити походження Всесвіту. Важко уявити собіщо-небудь більш далеке від істини.

    Висновок

    Хоча академік Я.Б. Зельдович не сумнівався в правильності теорії
    Великого вибуху, і на її користь говорить цілий ряд наукових фактів, розрахунків тагіпотез, деякі вчені скептично відносяться до даної теорії. В основіїх аргументації лежать факти і питання, що не знайшли свого висвітлення утеорії Великого вибуху:

    По-перше, теорія Великого вибуху не дає відповідей на наступніпитання: Що змусило речовина Всесвіту розширюватися? Що відбувалося допочатку розширення, до моменту сингулярності? Конечни чи простір імаса? Звідки вони беруться?

    По-друге, не дивлячись на те, що теорія Великого вибуху грунтується назагальної теорії відносності, вона допускає разбегания деяких частинок зшвидкостями, що перевищують швидкість світла. Крім цього, вказуючи наобмеження можливої щільності речовини (не більше 10 97), висуваєтьсягіпотеза про первинну точкового Всесвіту, а отже, все-таки,про нескінченну щільності речовини (тому що маса нескінченна).

    По-третє, досить абстрактно і вільно розглядаються такі складніпитання, як кордони і відкритість Всесвіту, евклідового і неевклидова модель
    Всесвіту.

    По-четверте, не знаходять вагомого фактичного підтвердженняіснування таких частинок як гіперонів і мезони, які з теоретичнихвикладкам «зручно» вписуються в існуючу теорію.

    По-п'яте, ...

    Перелік претензій невичерпний. Основне ж зауваження полягає в тому,що всі методи аналізу, дослідження, висування теорій і гіпотезздійснюється при високому рівні припущень. Такий ступінь припущень НЕдозволена для такої глобальної теорії, як теорія Великого вибуху.

    У цілому ж знань, що є в розпорядженні людства недостатньодля остаточного розгляду еволюції Всесвіту, дане питання вимагаєподальших серйозних досліджень і наукових відкриттів.

    Глосарій


    Адрони - загальна назва елементарних частинок (баріонів і мезонів),піддаються сильному взаємодії, завдяки якому зберігаєтьсястійкість атомних ядер.

    античастинки - електричні частинки, маса і спін яких точно дорівнює масіі спину частинки, а електричний заряд, магнітний момент і інші подібніхарактеристики рівні за величиною і протилежні за знаком тим жехарактеристикам частинки. Характерною властивістю таких пар (частка -античастинка) є їх анігіляція при зіткненні і народження їх упроцесах взаємодії частинок високих енергій.
    Анігіляція - перетворення частинок і античастинок при їх зіткненні в іншічастинки.
    Ядерна фізика - «важкі» елементарні частинки з масою менше протони і спіном,рівним 1/2. До них відносять, наприклад нуклони (протони і нейтрони), а такожбагато інших частинок (див. кварки).
    Бозони - великий клас елементарних часток з целочисленным спіном
    (наприклад, фотони з спіном 1). До цього класу належать мезони,проміжні векторні бозони та ін частинки.
    Вектор-нуклони - див баріонів.
    Гама-випромінювання - випромінювання, що виникає при гальмуванні заряджених частиноквеликої енергії в речовині, анігіляції пар і т.д.
    Глюони - гіпотіческіе елементарні частинки (спін дорівнює 1, маса спокою О),що забезпечують взаємодію між кварками.
    Кварки - гіпотіческіе фундаментальні частинки, з яких, за сучаснимиуявленнями, складаються всі адрони (Баріони з 3 кварків, мезони з кваркаі антікварка). Кварки мають спіном Ѕ, баріонів зарядом 1/3,електричними зарядами -2/3 і 1,3 заряду протона, а також специфічнимквантовим числом «колір». Експериментально (опосередковано) виявлено 6 типівкварків. У вільному стані не виявлені.
    Лептони - фізично найбільш легкі елементарні частинки з спіном 1/2, немають баріонів заряду, але мають лептонний зарядом; до лептонавідносяться електрон, важкий лептон, позитрон, нейтрино, мюон, що несеелектричний заряд і їх античастинки.
    Мезони - нестабінений елементарні частинки з масами, проміжними міжмасами протона і електрона, спін дорівнює 0 (див. кварки).
    Мюон - нестабільні позитивно і негативно заряджені елементарнічастинки з спіном 1/2, масою близько 207 електронних мас і часом життя
    ~ 10 -6 сек., Відносяться до лептона.
    Нейтрино - фізично нестабільна нейтральна елементарна частинка змасою, рівною, по видимому 0 і спіном 1/2. Чи відносяться до лептона. Виникаєпри бета-розпаді атомних ядер і під час розпаду елементарних частинок;Надзвичайно слабо взаємодіє з речовиною.
    Нейтрони - фізично і електрично нейтральний елемент частинки з масою,майже дорівнює масі протона і спіном 1/2; входить до складу атомних ядер, ввільному стані нестабільний, час життя 16 хв (див. Ядерна фізика).
    Півонії ((-мезони) - група трьох нестабільних елементарних частинок (адронів) знульовим спіном і масою близько 207 Е.М.; 2 півонії ((+ і (-) несутьелементарний заряд, третій ((0) електрично нейтральний. Єпереносниками ядерних сил.
    Протон - стабільна елементарна частинка з спіном 1/2 та масою в 1836 Е.М.
    (~ 10 -24 гр.), Що відноситься до баріонів; ядро легкого ізотопу атома водню
    (протію). Разом з нейтронами утворює всі атомні ядра.
    Колір - квантове число, що характеризує кварки і глюони. Для кожного типукварків приймає одне з трьох значень. У квантової хромодинаміці з
    «Кольором» пов'язаний специфічний «колірної заряд», який визначає взаємодію
    «Кольорових» частинок.
    Електрон - стабільна негативно заряджена елементарна частинка зспіном 1/2, масою близько 9 * 10 -28 гр. і магнітним моментом, рівнимМагнетон Бора. Відноситься до лептона і бере участь в електромагнітному іслабкому гравітаційному взаємодіях. Електрон - один з основнихструктурних елементів речовини. Електронні оболонки атомів визначаютьосновні оптичні, електричні, магнітні і хімічні властивості атоміві молекул, а також більшість властивостей твердих тіл.
    Список використаної літератури

    1. Дьомін В.М. «Таємниці Всесвіту», «Наука», Москва, 1998 р.

    2. Клечек Й. І Якеш П. «Всесвіт і земля», «Артія», Прага, 1986 р.
    (видання українською мовою).

    3. Кесарії В.В. «Еволюція речовини у Всесвіті», «Атомиздат», Москва, 1989р.

    4. Левитан Е.П. «Еволюціонує Всесвіт», «Просвещение», Москва, 1993р.

    5. Марочник Л.С., Насельскій П.Д. «Всесвіт: вчора, сьогодні, завтра»,збірник «Космонавтика, астрономія», випуск № 2 за 1983 г.

    6. Нарлікар Дж. «Шалена Всесвіт», видавництво «Світ», Москва, 1985 р.

    7. Новиков І.Д. «Еволюція Всесвіту», 3 видання, «Наука», Москва, 1993 р.

    8. «Великі проблеми Великого вибуху», журнал «Витоки», № 1 за 1999 р.

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !