РОЖДЕНИЕ, ЖИЗНЬ И СМЕРТЬ ВСЕЛЕННЫХ ( космология: классическая и квантовая ) Парфенов К.В., физический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова

Космология Ньютона и Лапласа На больших расстояниях движение тел в основном определяется ЗАКОНОМ ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ :

Вселенная – облако движущейся материи, удерживаемое силами тяготения. Существует «центр мира», находящийся в состоянии абсолютного покоя, вокруг которого вращается вся материя Вселенной.

Гравитация: самое универсальное взаимодействие

Первое открытие: закон Хаббла Дальние галактики удаляются от нас примерно по лучу зрения: V

V = H·r H (7 2) · лет - 1

Кинематическая картина мира 1 2

Большой Взрыв и горячая Вселенная Александр Фридман и Георгий Гамов: Построение «релятивистской» космологии – теории, описывающей эволюцию Вселенной на основе теории относительности. Основное предположение: Вселенная является однородной и изотропной.

Расширение Вселенной в моделях Фридмана R(t) t

Определение сценария

Изменение плотности t ρ / ρ KP 1 ?

Температура и плотность

Реликтовое излучение – электромагнитное « эхо » Большого Взрыва В горячей и плотной Вселенной излучение и вещество находились в равновесии. По мере остывания и расширения Вселенной равновесие нарушилось, и излучение, рожденное в ранней Вселенной, стало остывать самостоятельно. Сейчас реликтовое излучение – почти изотропное, с температурой Т эм 2,725 К.

Основные «проблемы» классической космологии Как Вселенная стала такой большой? Почему Вселенная такая «плоская»? Куда делись «экзотические» объекты, рожденные в ранней горячей Вселенной? Почему Вселенная такая однородная и изотропная? Почему вокруг нас так много вещества и так мало антивещества?

Что представляет собой «недостающая» масса?

Новое открытие: Вселенная разгоняется! Сверхновая SNLS-03D4ag вспыхнула 3 миллиарда лет назад. Ее светимость в 100 миллиардов раз больше солнечной, однако ее видимый блеск (22m) в 25 тысяч раз меньше, чем у яркой голубой звезды (11m) в левой части снимка. В свою очередь, эта звезда в 100 раз слабее самых слабых звезд, различимых невооруженным глазом (6m). Иллюстрация с сайта

Ускорение расширения Вселенной Соотношение между красным смещением и светимостью дальних Сверхновых показывает, что последние 2-4 млрд. лет Вселенная расширяется ускоренно. Косвенно об этом же свидетельствуют результаты работ по моделированию наблюдаемой анизотропии реликтового излучения и генерации неоднородностей распределения вещества во Вселенной.

Фазовые переходы, связанные с нарушением симметрии вакуума ВАКУУМ – состояние квантового поля, отвечающее минимуму энергии. При остывании в вакууме возможны фазовые переходы, сопровождающиеся «перестройкой» вакуума с выделением энергии. Образуется состояние мира, большая часть энергии которого существует в виде вакуумной формы материи. Затем происходит рождение ЧАСТИЦ – мир заполняется веществом.

Генерация асимметрии между веществом и антивеществом 0 < a < 1, δ 10 -9

Квантовая космология: инфляция и мириады миров В мире, в котором доминируют вакуумные формы материи, раздувание пространства-времени происходит ускоренно. При очень существенном доминировании вакуумной энергии это раздувание – ИНФЛЯЦИЯ - происходит по экспоненциальному закону

Главная загадка квантовой космологии: Эра квантовой гравитации («первые с»): по-видимому, существует «среда», в которой квантовые флуктуации способны рождать вселенные – миры с «оформленными» законами физики и геометрией. Знакомое нам «обычное» четырехмерное пространство-время есть часть нашей Вселенной, родившаяся вместе с ней.

Разворачивание свернутых измерений : d=11 4+7

Математическое ожидание

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!