Понятие о космологии. Расширяющаяся Вселенная. Модель горячей Вселенной

Космология — раздел астрономии, который изучает свойства Вселенной как единого целого. Главный постулат космологии: законы природы - законы физики, которые были установлены на основе изучения существенно ограниченной части Вселенной, применимы ко всей Вселенной.

Однородность и изотропность Вселенной

По теории Ньютона, пространство подчиняется евклидовой геометрии, где кратчайшими расстояниями между двумя точками являются отрезки прямых линий.

Пространство и время являются абсолютными, так как их свойства не зависят от материи и ее движения.

Звезды группируются в гигантские скопления — галактики. Общая картина Вселенной представляется совокупностью отдельных скоплений галактик. Скопления галактик содержат тысячи галактик. Среднее расстояние между скоплениями галактик примерно равно 30 Мпк. Следовательно, в радиусе примерно 30 Мпк Вселенная неоднородна, а в радиусе около 1000 Мпк содержится примерно одинаковое количество скоплений галактик. Значит, Вселенная приблизительно однородна и свойства Вселенной одинаковы по всем направлениям, т.е. Вселенная является изотропной. В больших масштабах Вселенную можно считать однородной и изотропной. Свойства пространства - времени взаимосвязаны с движущейся материей.

Расширяющаяся Вселенная Закон Хаббла

Современная космология основывается на работах А. Эйнштейна, А.А. Фридмана и Э.П. Хаббла. Она опирается на два основных наблюдаемых явления:

  • • галактики и их скопления во Вселенной распределены равномерно;
  • • линии спектров галактик смещены в красную сторону. Исключением являются самые близкие галактики.

Из первого явления следует, что на больших масштабах Вселенная однородна и изотропна. Однородность Вселенной означает, что в одинаковых объемах содержится равное число галактик. Изотропность означает, что в разных направлениях находится одинаковое число галактик.

Второе явление можно рассматривать как эффект Доплера. Отсюда

ДА

вытекает, что все галактики удаляются от нас со скоростью v = с —.

Э.П. Хаббл установил, что отношение — пропорционально расстоянию R до Галактики, т.е. галактики удаляются со скоростями v, пропорциональными расстояниям до них R:

где Н = (50—100) км • с-1 • Мпс-1. Н называется постоянной Хаббла, она характеризует скорость галактик.

Этот закон позволяет определить время t, прошедшее с начала расширения Вселенной при условии постоянной скорости расширения t = ^ = = Я-1; t = (10—20) млрд лет. Это время характеризует приблизительный возраст Вселенной. В прошлом все галактики были ближе друг к другу, а плотность Вселенной была больше. Расширение приводит к охлаждению, т.е. в прошлом Вселенная была более горячей.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >