Развитие Вселенной

И сейчас реликтовое излучение влияет на некоторые космические процессы. Например, еще в 1941 г. было обнаружено, что нижние энергетические уровни молекулы CN возбуждены так, как будто они находятся в поле излучения с температурой в несколько градусов кельвина. Это обусловлено влиянием микроволнового фонового излучения, и оно могло быть открыто таким образом почти на 25 лет раньше.

Реликтовые фотоны также могут в результате столкновений с частицами космических лучей образовывать новые частицы, "выедая" таким образом частицы с большими энергиями (Е>1020 eV).

Микроволновое фоновое излучение обладает большой изотропией, т.е. после учета поправок за счет движения наблюдателя (вращение Земли вокруг Солнца, вращение Солнца вокруг центра Галактики и движение самой Галактики) его температура, измеренная в различных участках неба, с высокой степенью точности одинакова.

Из теории следует, что небольшая анизотропия все-таки должна существовать. Ведь вещество распределено равномерно только в масштабах порядка миллиарда световых лет. Неоднородности, связанные с образованием скоплений и сверхскоплений галактик, не могли не отразиться на реликтовом излучении. Поэтому и в распределении температуры реликтового излучения на небе должна существовать анизотропия, т.е. dT, разность температур, не равна нулю. И в 1992 г. такая анизотропия была обнаружена! Это удалось сделать с помощью наблюдений на спутниках COBE и Реликт-1.

Небольшие обнаруженные неоднородности (флуктуации), ответственные за образование скоплений галактик с размерами в десятки мегапарсек, пришли к нам из той эпохи, когда Вселенной было всего 10-35 сек. и она находилась на стадии инфляции.

Обнаружение и изучение реликтового излучения позволили сделать большой шаг в понимании структуры Вселенной и ее эволюции. Продолжаются новые исследования в этом направлении.

Теория Большого Взрыва

Основные модели горячей Вселенной были заложены в трудах Американского физика Д. Гамова Согласно теории Большого взрыва, в прошлом Вселенная была более плотной и горячей и очень нерегулярной. Во время Большого взрыва выделилось огромное количество теплоты. Около 20 млрд. лет назад началось космологическое расширение. Нерегулярность и анизотропия постепенно исчезали. В течение считанных минут после Большого взрыва протекали некоторые ядерные реакции. По существу весь гелий и водород во Вселенной синтезировались в то время. На протяжении около миллиона лет температура превышала несколько тысяч градусов, что препятствовало образованию атомов. Космическое вещество имело вид разогретой плазмы, состоящей из ионизированного водорода и гелия. По мере расширения Вселенная охлаждалась, примерно также, расширяясь, охлаждается горячий воздух. Через 1 миллион лет после Большого взрыва температура Вселенной понизилась до температуры плотности Солнца, тогда и возникли первые атомы. Согласно одному сценарию эволюции Вселенной, по мере того, как вещество во Вселенной остывало, оно конденсировалось в галактики. Галактики фрагментировали на звезды и собирались вместе, образуя большие скопления, охватывающие огромные области пространства. В процессе рождения и умирания первых поколений звезд постепенно синтезировались тяжелые элементы, такие, как углерод, кремний и железо. Когда звезды превращались в красные гиганты, они выбрасывали наружу вещество, которое конденсировалось в пылевых структурах. Из газово-пылевых облаков образовывались новые звезды. Сталкиваясь, частицы пыли сливались одна с другой, собирались в более крупные тела, которые увеличивались в размере под действием своего собственного притяжения. Так возникло многообразие космических тел – от крошечных астероидов до гигантских планет, составляющих нашу Солнечную систему. Теория Большого взрыва показывает нам эволюцию Вселенной в целом, от первых микросекунд ее возникновения до образования Земли и развития жизни.

Свидетельства в пользу Большого взрыва

Расширение Вселенной было открыто 70 лет назад, однако, долгое время ученые не могли найти точные доказательства в пользу теории Большого взрыва. Теперь они у нас есть.

Самое убедительное из них появилось в 1965 с открытием так называемого космического микроволнового фонового излучения. Космическое микроволновое излучение обладает почти идеальным тепловым спектром. Однако оно интенсивно лишь в миллиметровой области спектра. Длина волны в максимуме его интенсивности соответствует эффективной температуре всего 3 К выше абсолютного нуля. Это, в самом деле, очень «холодное излучение». Такая низкая температура согласуется с представлением о том, что наблюдаемое излучение – бледный остаток от чрезвычайно горячего первичного огненного шара, которым была ранняя Вселенная.

Телескопы в наше время достаточно мощны, чтобы изучать далекие галактики. Поскольку свет отдаленных источников идет до нас миллионы лет, мы можем видеть только прошлое далеких галактик. Таким образом, чем дальше от нас галактика, тем более раннюю эру ее развития мы видим. Именно эти события дают нам картину развития нашей Вселенной от Большого взрыва до наших дней.

Заключение

Мы знаем строение Вселенной в огромном объеме пространства, для пересечения которого свету требуются миллиарды лет. Но пытливая мысль человека стремится проникнуть дальше. Что лежит за границами наблюдаемой области мира? Бесконечна ли Вселенная по объему? И её расширение - почему оно началось и будет ли оно всегда продолжаться в будущем? А каково происхождение «скрытой» массы? И наконец, как зародилась разумная жизнь во Вселенной?

Есть ли она ещё где-нибудь кроме нашей планеты? Окончательные и полные ответы на эти вопросы пока отсутствуют.

Вселенная неисчерпаема. Неутомима и жажда знания, заставляющая людей задавать всё новые и новые вопросы о мире и настойчиво искать ответы на них.

Теория Большого взрыва не претендует на роль единственно возможного описания Вселенной. Однако она действительно дает удовлетворительную схему для объяснения многого из того, что наблюдают астрономы. Сегодня большинство космологов принимают теорию Большого взрыва в качестве описания видимой части Вселенной вплоть до эпохи ядерного синтеза, когда возраст Вселенной составлял около одной минуты. Тем не менее, когда речь идет о более ранних моментах существования Вселенной, эта теория выходит за пределы области, доступной современной физике и астрономии.

Список использованной литературы

1.      Азимов А., «Вселенная», - М., 1979

2.      Воронцов-Вельяминов Б.А. «Очерки о Вселенной», М.: «Наука» 1976.

3.      Введение в философию. Учебник для вузов. В 2 ч. Ч.2/ Фролов И.Т., Араб-Оглы Э.А. и др. - М.:Политиздат, 1989. - 639с.

4.      Казютинский В.В. «Вселенная Астрономия, Философия», М.: «Знание» 1972

5.      Попов С.Б. Реликтовое излучение. Статья на сервере «Звездный Лис», http://www.starfox.telecom.nov.ru/ .

6.      Силк Дж., «Большой взрыв», - М., 1989

7.      Федосеев П.Н. “Философия и научное познание”.-М., 1983