МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования. - презентация

1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Факультет Управления и экономики высоких технологий Институт международных отношений Реферат на тему: «Современное состояние космологии» Подготовила студентка 2 курса Группы У4-03Машкова К.

2 Космология (от космос и...логия), учение о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной как части целого.

3 Историческая справка Демокрит Пифагор Аристотель Демокрит Пифагор Аристотель

4 Влияние Аристотеля на Космологию сохранялось на протяжении почти двух тысячелетий. Первая математическая модель Вселенной, основанная на всей совокупности данных астрономических наблюдений, представлена в «Альмагесте» (2 в. н. э.); эта геоцентрическая система мира объясняла все известные в ту эпоху астрономические явления и господствовала около полутора тыс. лет. За это время не было сделано практически никаких астрономических открытий, но стиль мышления существенно изменился. Влияние Аристотеля на Космологию сохранялось на протяжении почти двух тысячелетий. Первая математическая модель Вселенной, основанная на всей совокупности данных астрономических наблюдений, представлена в «Альмагесте» (2 в. н. э.); эта геоцентрическая система мира объясняла все известные в ту эпоху астрономические явления и господствовала около полутора тыс. лет. За это время не было сделано практически никаких астрономических открытий, но стиль мышления существенно изменился.

5

6 Фотометрический парадокс Е Если предположить, утверждал Шезо, что в бесконечной Вселенной существует бесчисленное множество звезд и они распределены в пространстве равномерно, то тогда по любому направлению взгляд земного наблюдателя непременно натыкался бы на какую-нибудь звезду. Легко подсчитать, что небосвод, сплошь усеянный звездами, имел бы такую поверхностную яркость, что даже Солнце на его Фоне казалось бы черным пятном.

7 Гравитационный парадокс Зеелигер Нетрудно подсчитать, что в бесконечной Вселенной с равномерно распределенными в ней телами сила тяготения со стороны всех тел Вселенной на данное тело оказывается бесконечно большой или неопределенной. Результат зависит от способа вычисления, причем относительные скорости небесных тел могли быть бесконечно большими. Так как ничего похожего в космосе не наблюдается, Зеелигер сделал вывод, что количество небесных тел ограничено, а значит, Вселенная не бесконечна. Нетрудно подсчитать, что в бесконечной Вселенной с равномерно распределенными в ней телами сила тяготения со стороны всех тел Вселенной на данное тело оказывается бесконечно большой или неопределенной. Результат зависит от способа вычисления, причем относительные скорости небесных тел могли быть бесконечно большими. Так как ничего похожего в космосе не наблюдается, Зеелигер сделал вывод, что количество небесных тел ограничено, а значит, Вселенная не бесконечна.

8 Космологический принцип каждый наблюдатель в один и тот же момент времени, независимо от места и направления наблюдения обнаруживает во Вселенной одну и ту же картину каждый наблюдатель в один и тот же момент времени, независимо от места и направления наблюдения обнаруживает во Вселенной одну и ту же картину Пример однородного, но анизотропного распределения вещества: галактики в среднем распределены более-менее равномерно, но оси их вращения примерно параллельны друг другу, формируя выделенное направление во Вселенной. Пример однородного, но анизотропного распределения вещества: галактики в среднем распределены более-менее равномерно, но оси их вращения примерно параллельны друг другу, формируя выделенное направление во Вселенной.

9 Эдвин Пауэлл Хаббл ( ). Эдвин Пауэлл Хаббл ( ). В 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл сделал замечательное открытие: лучевая скорость v любой галактики (измеренная с помощью красного смещения) пропорциональна расстоянию r от нее: В 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл сделал замечательное открытие: лучевая скорость v любой галактики (измеренная с помощью красного смещения) пропорциональна расстоянию r от нее: v=Hr, v=Hr, где H коэффициент пропорциональности, называемый постоянной Хаббла. где H коэффициент пропорциональности, называемый постоянной Хаббла.

10 Закон Хаббла

11 Связь закона Хаббла и космологического принципа На первый взгляд кажется, что закон Хаббла противоречит космологическому принципу, ведь из него как будто следует, что именно наше местоположение является тем центром, от которого разбегаются все остальные галактики. На самом деле, такое мнение ложно. Если бы мы располагались в любой другой звездной системе, мы зафиксировали бы точно такой же закон разбегания галактик На первый взгляд кажется, что закон Хаббла противоречит космологическому принципу, ведь из него как будто следует, что именно наше местоположение является тем центром, от которого разбегаются все остальные галактики. На самом деле, такое мнение ложно. Если бы мы располагались в любой другой звездной системе, мы зафиксировали бы точно такой же закон разбегания галактик График, иллюстрирующий независимость закона Хаббла от положения галактики, из которой производится наблюдение. Слева: точка наблюдения - галактика А, справа: точка наблюдения - галактика В. График, иллюстрирующий независимость закона Хаббла от положения галактики, из которой производится наблюдение. Слева: точка наблюдения - галактика А, справа: точка наблюдения - галактика В.

12 В однородной и изотропной Вселенной треугольник, образованный тремя удаляющимися друг от друга галактиками, всегда остается подобным самому себе. Стрелками показаны перемещения галактик за малый промежуток времени. В однородной и изотропной Вселенной треугольник, образованный тремя удаляющимися друг от друга галактиками, всегда остается подобным самому себе. Стрелками показаны перемещения галактик за малый промежуток времени.

13 Разбегание галактик и Большой Взрыв галактики постепенно приближаются друг к другу и, наконец, когда-нибудь настанет момент, когда расстояние между любыми элементами материи во Вселенной равно нулю. Этот момент носит название Большого Взрыва. С него началось существование Вселенной. Ясно, что в момент Большого Взрыва плотность материи была очень велика. Состояние вещества в начале расширения называется сингулярностью (от латинского слова singular особенный). галактики постепенно приближаются друг к другу и, наконец, когда-нибудь настанет момент, когда расстояние между любыми элементами материи во Вселенной равно нулю. Этот момент носит название Большого Взрыва. С него началось существование Вселенной. Ясно, что в момент Большого Взрыва плотность материи была очень велика. Состояние вещества в начале расширения называется сингулярностью (от латинского слова singular особенный).

14 расширение Вселенной началось благодаря взрыву т. н. сингулярности, при котором вещество приобрело колоссальные скорости, а сейчас это расширение продолжается по инерции. расширение Вселенной началось благодаря взрыву т. н. сингулярности, при котором вещество приобрело колоссальные скорости, а сейчас это расширение продолжается по инерции.

15 Первая космологическая модель «Самое важное из всего, что вам известно из опыта о распределении материи, заключается в том, что относительные скорости звезд очень малы по сравнению со скоростью света. Поэтому я по­ лагаю, что на первых порах в основу наших рассужде­ний можно положить следующее приближенное допуще­ние: имеется координатная система, относительно кото­рой материю можно рассматривать находящейся в течение продолжительного времени в покое». «Самое важное из всего, что вам известно из опыта о распределении материи, заключается в том, что относительные скорости звезд очень малы по сравнению со скоростью света. Поэтому я по­ лагаю, что на первых порах в основу наших рассужде­ний можно положить следующее приближенное допуще­ние: имеется координатная система, относительно кото­рой материю можно рассматривать находящейся в течение продолжительного времени в покое».

16 Три проблемы современной космологии три проблемы, решение которых потребует изменения научной картины мира в целом материя была в сверхплотном и сверхгорячем состоянии. При этом часто упускают из виду полное отсутствие пространства-времени, что фактически равнозначно принципиальному отрицанию всего сущего современное состояние Вселенной преходяще, то и прошлое ее должно быть преходящим, то есть, если фазе расширения предшествовало состояние сингулярности, то оно, в свою очередь, предварялось фазой образования этой сингулярности ТБВ не дает ответа на вопрос о причине Большого Взрыва. Она описывает события, происходящие в процессе уже расширяющейся Вселенной, но проблема нарушения сингулярности («первотолчка») повисает в воздухе, она попросту не рассматривается

17 Будущее точной космологии астрономы, работающие по специальности космологии, с высокой точностью определили такие вещи, как дата Большого взрыва, количественный состав вселенной, крупномасштабные объекты в космосе, и как структура космоса (группы галактик, кластеров, звезд) росла и развивалась от самого начала к нашим дням, и почему. астрономы, работающие по специальности космологии, с высокой точностью определили такие вещи, как дата Большого взрыва, количественный состав вселенной, крупномасштабные объекты в космосе, и как структура космоса (группы галактик, кластеров, звезд) росла и развивалась от самого начала к нашим дням, и почему.

18 вселенной ± 0.12 миллиарда лет. Теперь погрешность всего 0.9 % теперь (степень доверия данным 68%). Книги по астрономии в общественной библиотеке говорят обычно, что возраст вселенной - "между 10 и 20" миллиардами лет вселенной ± 0.12 миллиарда лет. Теперь погрешность всего 0.9 % теперь (степень доверия данным 68%). Книги по астрономии в общественной библиотеке говорят обычно, что возраст вселенной - "между 10 и 20" миллиардами лет Вселенная состоит из следующих компонентов: материя состояшая из атомов (барионная материя) 4.6% ± 0.15%, не барионная темная материя 23% ± 1%, темная энергия % ± 1.5%. Мы не знаем почти ничто о том, как выглядит темная материя и темная энергия, но мы действительно очень хорошо знаем теперь, сколько их всего. Вселенная состоит из следующих компонентов: материя состояшая из атомов (барионная материя) 4.6% ± 0.15%, не барионная темная материя 23% ± 1%, темная энергия % ± 1.5%. Мы не знаем почти ничто о том, как выглядит темная материя и темная энергия, но мы действительно очень хорошо знаем теперь, сколько их всего. Постоянная Хаббла, норма расширения вселенной сегодня (коэффициент, входящий в закон Хаббла, который связывает расстояние до внегалактического объекта (галактики, квазара) со скоростью его удаления), равна 70.1 ± 1.3 м/с на мегапарсек. Книги в вашей библиотеке вероятно говорят, что она - "между 50 и 100." Постоянная Хаббла, норма расширения вселенной сегодня (коэффициент, входящий в закон Хаббла, который связывает расстояние до внегалактического объекта (галактики, квазара) со скоростью его удаления), равна 70.1 ± 1.3 м/с на мегапарсек. Книги в вашей библиотеке вероятно говорят, что она - "между 50 и 100."

19

20