Астрономические приборы
Оптический телескоп |  Радиотелескоп
|
Галактики
Галактики - это стационарные звездные системы, удерживаемые за счет гравитационного взаимодействия. В нашей Галактике (Млечный путь) примерно 1011 звезд.
Галактики, как и звезды, образуют группы и скопления.
Средняя плотность видимого вещества оказывается одинаковой:
r»3•10-31 г/см3.
Примеры галактик
М1 М51-99
 |  | ||
N253-95 Спиральная галактика
 |
Объекты Вселенной
Нейтронные звезды
Нейтронные звезды (состоящие, в основном, из нейтронов) - очень компактные космические объекты размером около 10 км, с огромным магнитным полем (1013 гаусс). Нейтронные звезды обнаружены в виде пульсаров (пульсирующие источники радио- и рентгеновского излучений), а также барстеров (вспышечные источники рентгеновского излучения).
Черная дыра
В черной дыре большая масса вещества заключена в малом объеме (например, чтобы Солнце стало черной дырой, его диаметр должен уменьшится до 6 км).
По современным представлениям, массивные звезды, заканчивая свою эволюцию, могут сколлапсировать в черную дыру.
Квазары - (квазизвезды)
- ядра галактик и представляют собой сверхмассивные черные дыры.
Будущее Вселенной.
Будет ли разлет галактик продолжаться всегда или расширение сменится сжатием?
Для этого необходимо рассчитать, хватит ли сил гравитации остановить расширение (расширение идет по инерции, действуют лишь силы тяготения).
|
|
|
Рассчитанное критическое значение плотности составляет
rкр»10-29 г/см3,
а экспериментальное значение r»3•10-29 г/см3, т.е меньше критического значения.
Но... оказалось, что все не так просто, поскольку мы не знаем точно плотность (массу) Вселенной.
Как определить массу, а следовательно и плотность Вселенной?
Темные тайны Вселенной.
"Тёмной" материей ученые называют вещество, оказывающее ощутимое гравитационное воздействие на крупные космические объекты. При этом никакого излучения от этого вещества не регистрируется, оттуда и термин "тёмная". Темной материи должно быть примерно в шесть раз больше обычного вещества. Поэтому ученые считают, что галактики и галактические скопления окружены гигантскими гало темной материи, которая состоит из частиц (WIMP), очень слабо взаимодействующих с обычным веществом.
Темная энергия. Вселенная все время преподносит сюрпризы: оказалось, что помимо темной материи, существует и темная энергия. И эта новая, загадочная темная энергия неожиданно связана с будущим развитием Вселенной
В 1998 г. при наблюдении поведения очень отдаленных сверхновых типа Ia, расположенных на расстояниях более 5 млрд световых лет, астрономы получили неожиданный результат: оказалось, что изучаемый космический объект удаляется от нас все быстрее и быстрее, как будто что-то отталкивает его от нас, хотя гравитация должна была замедлять движение сверхновой.
|
|
|
Сегодня можно считать установленным, что скорость расширения нашего Мира не падает, а увеличивается. Для объяснения этого эффекта ученые ввели понятие антигравитации, которая связана с наличием некоего поля космического вакуума. Темная энергия проявляет себя только тем, что создает… антитяготение и на ее долю приходится приблизительно 70% полной энергии мира (!!!).
Новейшая революция в космологии.
Итак, из чего сделана Вселенная? По Аристотелю - все в мире состоит из четырех стихий - огня, воды, воздуха и земли. Сегодня ученые говорят о четырех видах энергии:
1. Энергия космического вакуума, на которую приходится приблизительно 70% всей энергии Вселенной.
2. Темное вещество, с которым связано примерно 25% всей энергии Вселенной.
3. Энергия, связанная с «обычным» веществом, дает 4% всей энергии Вселенной. (Обычное вещество - это протоны, нейтроны и электроны; это вещество принято называть барионным (хотя электроны к барионам, т.е. тяжелым частицам, и не относятся). Число барионов во Вселенной неизменно: одна частица на кубический метр пространства.
|
|
|
4. Энергия различных видов излучений, вклад которых весьма мал - 0.01%. Излучение - это фотоны и нейтрино (а возможно, и гравитоны); в ходе космологического расширения излучение охладилось до очень низких температур - около 3 К (фотоны) и 2 К (нейтрино).
Современные наблюдательные данные позволяют говорить, что на протяжении первых 7 млрд лет после Большого взрыва гравитирующая материя (как «обычная», так и темная) превалировала над темной энергией и Вселенная расширялась с замедлением скорости. Однако по мере расширения Вселенной плотность барионной и темной материи уменьшалась, а плотность темной энергии не изменялась, так что в конце концов антигравитация победила и сегодня она управляет миром.
Вселенная будет расширяться неограниченно долго
Вернемся к вопросу: «Как образовалась Вселенная?»
Итак, напомним, что развитие Вселенной началось с «первоначального вещества» с плотностью 1036 г/см3 и с температурой 1028 К. «Частицы» в этом первоначальном сгустке обладают огромной кинетической энергией, и вещество начинает расширяться, при этом температура и плотность Вселенной непрерывно уменьшаются.
|
|
|
Возможность зарождения Вселенной из «ничего».
В целом Вселенная электронейтральна, поэтому она могла родиться из нулевого заряда.
Простая аналогия:
Энергия «ничего» равна нулю, но и энергия замкнутой Вселенной равна нулю, поэтому Вселенная возникла из «ничего».
Приложение
| Время | Т, К | Плотность, г/см3 | Состояние материи |
| 10-2 с | 1011 | 4•109 | Излучение и вещество (число фотонов = числу позитронов) |
| Неск. секунд | 1010 | 105 | Фотоны, нейтрино, электроны, протоны, нейтроны. |
| 3 мин | 109 | 10-1 | Нуклеосинтез (образование химических элементов: дейтерий, гелий) |
| 105 лет | 103 | 10-20 | Начало преобладания вещества |
| 109 лет | 10-28 | Образование звезд, галактик | |
| 1010 лет | ~10-30 | Современное состояние Вселенной |
Спасибо.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 85; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!