Лекция 7. Мегамир. Гипотезы возникновения и эволюции Вселенной. Квантовая теория вакуума.
Горбачев, с.150 – 154, 164 - 181
Карпенков, с.
Дубнищева, с. 491 - 509
Вопросы:
1. Космологические парадоксы
2. Теории возникновения и развития Вселенной
3. Структура Вселенной
4. Современные представления о физическом вакууме
Млечный Путь над Онтарио
Авторы: Керри-Энн Леки Хепберн (Фотографии неба и погоды)
Перевод: Д.Ю.Цветков
Authors & editors: Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (USRA)
NASA Web Site Statements, Warnings, and Disclaimers
NASA Official: Jay Norris. Specific rights apply.
A service of: LHEA at NASA / GSFC
& Michigan Tech. U.
29.07.2008
Иногда, когда ваши глаза привыкнут к темноте, можно увидеть великолепное ночное небо.
В начале этого месяца над Онтарио в Канаде можно было любоваться не только прекрасным
небом, но и его отражением в озере.
Ярчайшие объекты, которые можно увидеть на картинке—это яркие звезды и
планета Юпитер — самое яркое пятнышко слева вверху.
Далекий город выдает себя раcсеянным светом над горизонтом.
Еще слабее светится эффектная диффузная полоса, пересекающая все небо и, кажется,
падающая на далекий горизонт — диск нашей Галактики Млечный Путь.
На переднем плане виден живописный пейзаж: деревья, озеро и каменная стена.
И, наконец, этой ясной ночью в июле воды озера были необычно тихими, и в нем
появились отражения.
В озере видны отражения не только нескольких ярких звезд, но и части полосы
Млечного Пути.
Внимательно рассматривая картинку, можно заметить, что отражения ярких звезд в озере
немного растянуты, в то время как на небе этого не видно.
Причина в том, что картинка на самом деле является цифровым монтажом из
последовательных экспозиций, снятых одной камерой.
Изображения неба были сложены с небольшими поворотами, чтобы звезды не сдвинулись.
На переднем плане находятся близкие деревья и более далекие покрытые снегом горы.
Силуэты облаков можно увидеть прямо над горизонтом, а внимательный взгляд
может рассмотреть также более далекое зеленое и красное северное сияние,
которое возникает в верхних слоях атмосферы Земли.
Красные эмиссионные туманности усеивают небо, включая туманности Сердце и Душа,
I C 1396 и туманность Северная Америка.
По диагонали из верхнего левого к нижнему правому углу протянулась величественная сияющая полоса центральной плоскости нашей Галактики Млечный Путь.
И, наконец, самый далекий из объектов &mdash галактика Андромеды.
Ее можно найти левее центра над горизонтом, и мы видим ее такой, какой она была более двух миллионов лет назад.
|
|
Небесные сокровища над Швецией
Авторы: П.-М. Хеден (Ясные небеса, Ночной мир)
Перевод: Д.Ю.Цветков
На переднем плане находятся близкие деревья и более далекие покрытые снегом горы. Силуэты облаков можно увидеть прямо над горизонтом, а внимательный взгляд может рассмотреть также более далекое зеленое и красное северное сияние, которое возникает в верхних слоях атмосферы Земли. Красные эмиссионные туманности усеивают небо, включая туманности Сердце и Душа, IC 1396 и туманность Северная Америка. По диагонали из верхнего левого к нижнему правому углу протянулась величественная сияющая полоса центральной плоскости нашей Галактики Млечный Путь.. И, наконец, самый далекий из объектов &mdash галактика Андромеды. Ее можно найти левее центра над горизонтом, и мы видим ее такой, какой она была более двух миллионов лет назад.
Authors & editors: Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (USRA)
NASA Web Site Statements, Warnings, and Disclaimers
Понятие «Вселенная» означает Космос, доступный человеческому наблюдению. Наука, изучающая строение и эволюцию Вселенной называется космологией. Её цель – выявление и изучение законов, функционирующих во Вселенной, выявление её состава и структуры. Нынешнее понимание Вселенной основано на экспериментальных наблюдениях, которые теоретики пытаются объяснить путём существующих теорий или выдвижением новых гипотез. Затем проводятся новые опыты для увязки действительности с предсказанием.
Вселенная – упорядоченное целое, значит, космология открывает и изучает упорядоченность Вселенной. Выводы космологии называются моделями происхождения и развития Вселенной.
Первые научно-обоснованные модели Вселенной появились после открытий Коперника, Галилея и Ньютона, в результате которых мир предстал бесконечным в пространстве и времени. Ньютон дал всеобщий закон управления Вселенной – гравитацию, но его друг Галлей сразу выделил парадокс, сформулированный им в виде космологического принципа:
Гравитационный парадокс (парадокс Неймана — Зелигера, название по имени немецких учёных К. Неймана и Х. Зелигера, 19 в.) имеет менее очевидный характер и состоит в том, что закон всемирного тяготения Ньютона не даёт какого-либо разумного ответа на вопрос о гравитационном поле, создаваемом бесконечной системой масс (если только не делать очень специальных предположений о характере пространственного распределения этих масс).
-
Для космологических масштабов ответ даёт теория А. Эйнштейна, в которой закон всемирного тяготения уточняется для случая очень сильных гравитационных полей.
- гравитационный парадокс: согласно ньютоновскому понятию гравитации бесконечный Космос с конечной плотностью массы должен давать бесконечную силу притяжения. Бесконечно возрастающее тяготение неизбежно приводит к бесконечным ускорениям и бесконечным скоростям космических тел. Следовательно, скорость тел должна расти с увеличением расстояния между телами. Но этого не происходит, и тогда получается, что вселенная не может существовать вечно и должна распасться на подсистемы.
Решая эту проблему, И.Кант сделал вывод о нестатичности Космоса. Туманности он назвал «мировыми островами». Идеи Канта развил Ламберт, который считал, что при увеличении размеров островов увеличивается и расстояние между ними, так что суммарные силы Космоса остаются конечными. Тогда парадокс разрешается. Эти рассуждения были первой попыткой получить эмпирические сведения о Вселенной с помощью статистических методов.
У.Гершель начал искать в космосе «острова Канта», чтобы показать, что они состоят из миллионов звёзд и удерживаются силами взаимного притяжения.
Согласно Гершелю, видимые в телескоп звёзды вместе с Млечным Путём и образуют тот остров, к которому принадлежит наше Солнце со своей планетной системой.
В 1744 г. швейц. астроном Ж.Шезо сформулировал фотометрический парадокс: в бесконечной Вселенной, заполненной бесконечным числом звёзд, небо должно быть равномерно ярким, тогда как между звёздами наблюдаются промежутки. Ольберс в 1923 г. показал, что пылевые облака, поглощающие свет более дальних звёзд, не снимают этот парадокс, поскольку сами должны были нагреваться и излучать свет (парадокс Ольберса).
"Фотометрический парадокс - один из парадоксов классической космологии, сформулированный в 1826 году немецким астрономом Генрихом Ольберсом. Суть фотометрического парадокса состоит в следующем. Если существует бесконечное количество звезд, то ночное небо должно быть полностью светящимся, ибо в бесконечной Вселенной, все пространство которой заполнено звездами, всякий луч зрения должен оканчиваться на звезде, и поэтому все небо должно быть таким же ярким, как и звезды, реально же ночное небо темное. Эту проблему называют также парадоксом Шезо – Ольберса, в связи с тем, что швейцарский астроном Жан Шезо высказал аналогичную идею в 1744 году. Этой же проблемы, примерно в те же годы, касался Эдмунд Галлей, а еще раньше – Иоганн Кеплер, который в 1610 году приводил факт темноты ночного неба как аргумент против безграничной Вселенной, заполненной бесконечным количеством звезд".
Фотометрический парадокс (парадокс Шезо — Ольберса, название по имени швейцарского астронома Ж. Шезо, 1744, и немецкого астронома Г. В. Ольберса, 1826) состоит в том, что классическая физика затрудняется объяснить, почему ночью темно: если повсюду в бесконечном пространстве[1] стационарной Вселенной (или хотя бы в достаточно большой её области) имеются излучающие звёзды, то в любом направлении на луче зрения должна оказаться какая-нибудь звезда и вся поверхность неба должна представляться ослепительно яркой, подобной, например, поверхности Солнца. Это противоречие с тем, что наблюдается в действительности, и называлось фотометрическим парадоксом. Парадокс решается при учёте одного из следующих факторов:
-
Вселенная не бесконечно древняя;
-
Вселенная пространственно ограничена и не замкнута;
-
Свет поглощается облаками межзвёздной пыли, чёрными дырами и т. п.
Фотометри́ческий парадо́кс (парадокс Ольберса) — один из парадоксов дорелятивистской космологии, заключающийся в том, что в стационарной Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Парадокс разрешается в космологической модели Большого Взрыва.
Достарыңызбен бөлісу: |