Вселенная

Формирование звёздных и планетных систем Вселенной началось, когда благодаря химическим силам создались начальные уплотнения в первичной материи. Дальше Кант рассматривал возникновение и развитие различных систем небесных тел только на примере Солнечной системы.

Строение Вселенной и происхождение небесных тел Размышляя об устройстве Вселенной, космологи XVIII в. сначала следовали Рене Декарту, а затем Исааку Ньютону. В 20-х гг. XVIII в. Эмануэль Сведенборг (1688-1772), шведский философ и физик, следуя Декарту, предложил гипотезу, согласно которой все структуры в природе образуются по одним и тем же принципам. Атомы и звёзды, например, образуются благодаря присущему материи вихревому движению. Атом, по мнению Сведенборга, - сложная система частиц, похожая на Солнечную систему. Он первым высказал мысль, что Млечный Путь - это реальная плоская система звёзд. Сведенборг, правда, не признавал тяготение Ньютона и считал, что звёзды удерживаются магнитными силами. Его гипотеза о природе Млечного Пути была ошибочной, но она оказалась первой динамической моделью этой звёздной системы.

Однородная вселенная Из наблюдений вытекает странный на первый взгляд вывод о том, что Вселенная в больших масштабах однородна. Это означает, что, переходя ко всё большим объёмам пространства, мы наблюдаем всё более однородную картину распределения вещества. Если взять, например, небольшой объём - 10 пк5 - в окрестностях Солнца, в нём окажется несколько звёзд и весьма разреженная межзвёздная плазма, а в соседних 10 пк^ мы вообще можем не обнаружить ни одной звезды. Это говорит о неоднородности распределения вещества в малых объёмах Вселенной. Но куб со стороной 100 млн парсек даст нам примерно одну и ту же картину в любом месте наблюдаемой части Вселенной.

Реликторое излучение В расширяющейся Вселенной средняя плотность вещества зависит от времени - в прошлом плотность была больше. Однако при расширении изменяется не только плотность, но и тепловая энергия вещества (газ при расширении остывает!). Это наводит на мысль, что Вселенная на ранней стадии расширения была не только плотной, но и горячей. Такую модель впервые предложил Георгий Гамов в конце 40-х гг. Как следствие, в наше время должно наблюдаться остаточное излучение (его называют реликтовым), дошедшее до нас из далёкой эпохи, когда дозвёздную Вселенную заполнял горячий газ.

Судьба вселенной Космологические модели приводят к выводу, что судьба расширяющейся Вселенной зависит только от средней плотности заполняющего её вещества и от значения постоянной Хаббла. Если средняя плотность равна или ниже некоторой критической плотности, расширение Вселенной будет продолжаться вечно. Если же плотность окажется выше критической, то расширение рано или поздно остановится и сменится сжатием.

Да будет вещество! Каждый кубический сантиметр пространства содержит около 500 реликтовых фотонов. Вещества на этот же объём приходится гораздо меньше: около 10"6 барионов (так называют тяжёлые элементарные частицы, в том числе протоны и нейтроны). Поскольку фотоны никуда не исчезают (пространство между галактиками прозрачно), отношение числа фотонов к числу барионов в ходе расширения Вселенной сохраняется. Но энергия фотонов со временем уменьшается из-за красного смещения.

Инфляционная вселенная До начала 80-х гг. в нашем рассказе здесь можно было бы поставить точку. Однако в последние десятилетия развитие космологии и физики элементарных частиц позволило теоретически рассмотреть и самый начальный, "сверхплотный" период расширения Вселенной.

Анизотропия реликтового излучения как индикатор ранней Вселенной ( Часть 1 ) Планковский характер спектра реликтового излучения является свидетельством существования в прошлом состояния локального термодинамического равновесия (ЛТР) между квантами и космической плазмой. Это условие позволяет построить детальную тепловую историю ранней Вселенной с указанием характерных этапов, когда происходило изменение качественного состава материи вследствие взаимопревращений различного рода элементарных частиц.

Анизотропия реликтового излучения как индикатор ранней Вселенной ( Часть 2 ) Таким образом, для разных направлений на небе, соответствующих флуктуациям интенсивности реликтового излучения на поверхности последнего рассеяния, должны возникать вариации уровня сигнала. Их величину принято называть уровнем угловой анизотропии реликтового излучения. Эта анизотропия "замораживается" в спектре излучения в эпоху рекомбинации водорода и сохраняется вплоть до настоящего момента времени, а механизм ее генерации, обусловленный рассеянием квантов на движущемся веществе, кратко называют Доплер-эффектом.

Расширяющаяся Вселенная Звёздное небо над головой долгое время было для человека символом вечности и неизменности. Лишь в Новое время люди осознали, что "неподвижные" звёзды на самом деле движутся, причём с огромными скоростями. В XX в. человечество свыклось с ещё более странным фактом: расстояния между звёздными системами - галактиками, не связанными друг с другом силами тяготения, постоянно увеличиваются. И дело здесь не в природе галактик сама Вселенная непрерывно расширяется! Естествознанию пришлось расстаться с одним из своих основополагающих принципов: все вещи меняются в этом мире, но мир в целом всегда одинаков. Это можно считать важнейшим научным событием XX в.

Почему расширяется Вселенная? ( Часть 1 ) История развития науки изобилует примерами того, что "новое - это хорошо забытое старое". Почти три века тому назад сэр Исаак Ньютон был первым, кто попытался ответить на вопрос, что же такое пространтсво и время. По Ньютону, пространство и время представляли собой определенный способ упорядочивания событий, происходящих с различными формами материи не зависящий от них. Своеобразная сцена, на которой разыгрывался спектакль, поставленный природой.

Почему расширяется Вселенная? ( Часть 2 ) Впечатляет и уровень плотности энергии, заключенной в материи и гравитации в экстремальном состоянии, характеризуемом планковскими единицами энергии - (десять в степени 130 эрг в кубическом сантиметре!). Не здесь ли заключен источник расширения Вселенной? Ведь не случайно хаббловский разлет галактик так напоминает разлет продуктов взрыва атомной бомбы! Невольно напрашивается аналогия с ситуацией в физике атомного ядра, сложившейся в к концу 30-х- началу 40-х годов нашего столетия. Ведь уже тогда физики понимали, какая гигантская энергия состредоточена в атомном ядре. Казалось, что эта энергия надежно скрыта от нас мощным панцирем ядерных сил.

Радиоизлучение Вселенной Фразой, вынесенной в качестве эпиграфа к этому разделу, открывается бессмертная книга одного из создателей современной астрофизики Иосифа Самойловича Шкловского. Последнее издание его монографии "Вселенная, жизнь, разум" увидело свет в 1987 году, спустя два года после кончины ее автора.

Галактики и эволюция Вселенной Не потому ли далекие галактики выглядят необычно, что они и на самом деле необычные? Или они являются обычными нормальными галактиками, которые выглядят так потому, что наблюдатели видят их не полностью, а только самые яркие их части? Для того, чтобы достигнуть Земли, излучение этих галактик преодолевает огромные расстояния - миллиарды световых лет.

Насколько и почему пуста Вселенная? Вопрос, вынесенный в название этого раздела, для современной астрофизики носит отнюдь не праздный характер. Сталкиваясь в повседневной жизни со звездным небом, каждый человек сам для себя формирует свое индивидуальное восприятие космоса. Большую часть истории развития человечества единственным источником знаний (и представлений) о космосе являлся обычный человеческий глаз.

Есть ли конец вселенной Мы называем словом "Вселенная" все, что существует во всем окружающем нас пространстве. Иначе говоря, Вселенная включает в себя все, что существует и на Земле и бесконечно далеко от нашей планеты и Солнца. Есть ли конец мировому пространству?

Галактики и Вселенная Как распределены галактики в пространстве? Ответ на этот вопрос первым попытался дать Хаббл. Он выполнил подсчеты числа галактик в нескольких площадках небесной сферы и обнаружил скопления галактик размерами в несколько Мпк. Дальнейшие исследования показали, что 70 % всех галактик входят в скопления.