На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


контрольная работа Жизнь во вселенной

Информация:

Тип работы: контрольная работа. Добавлен: 08.07.2012. Сдан: 2011. Страниц: 5. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Содержание

Введение

 
     Современные средства естествознания — науки о законах, явлениях и свойствах  объектов природы  — позволяют изучать многие сложнейшие процессы на уровне ядер, атомов, молекул, клеток. Плоды постижения истинных знаний о природе именно на таком глубинном уровне известны каждому образованному человеку. Синтетические и компбзиционные материалы, искусственные ферменты, искусственные кристаллы — все это не только реальные объекты разработок ученых-естествоиспытателей, но и продукты потребления различных отраслей промышленности, производящих в широком ассортименте товары повседневного спроса. В данной связи изучение естественно-научных проблем на молекулярном уровне в рамках основополагающих идей — концепций — вне всякого сомнения актуально, полезно и необходимо для будущих специалистов высокой квалификации естественнонаучного и технического профиля, а также для тех, чья профессиональная деятельность не имеет прямого отношения к естествознанию, т.е. для будущих экономистов, специалистов управления, товароведов, юристов, социологов, психологов, журналистов, менеджеров и др.
     В последнее время  все чаще можно слышать не о химическом взаимодействии веществ и повышении их химической активности, а об изменении структуры молекулы, о разрыве цепи молекул, о взаимодействии молекулярных пучков, о соединении фрагментов молекул ДНК и т.д. В лексиконе специалистов и научных комментаторов-журналистов широко используются слова "молекула", "молекулярная структура" и т.п., а это означает, что современный уровень естествознания отражает понимание происходящих в природе явлений, а также процессов, наблюдаемых в лабораториях, с учетом строения и поведения каждой молекулы. Именно благодаря такому пониманию синтезируются ранее не существовавшие в природе вещества с принципиально новыми свойствами, а из них создаются новые машины, устройства, изделия и т.п., выращиваются высококачественные сорта культурных растений, разрабатываются эффективные способы и средства лечения болезней и т.д.

Жизнь  во  вселенной

1. Большой взрыв  и расширяющаяся  Вселенная

     В истории познания окружающего нас  мира четко прослеживается общее направление — постепенное признание неисчерпаемости природы, ее бесконечности во всех отношениях. Вселенная бесконечна в пространстве и во времени, и если отбросить идеи И. Ньютона о "первом толчке", то такого рода мировоззрение можно считать вполне материалистическим. Ньютоновская Вселенная утверждала, что пространство есть вместилище всех небесных тел, с движением и массой которых оно никак не связано; Вселенная всегда одна и та же, т. е. стационарна, хотя в ней постоянно происходит гибель и рождение миров.
     Казалось  бы, небо ньютоновской космологии обещало  быть безоблачным. Однако очень скоро пришлось убедиться в обратном. В течение XIX в. обнаружились три противоречия, которые были сформулированы в форме трех парадоксов, названных космологическими. Они, казалось, подрывали представление о бесконечности Вселенной.
     Фотометрический парадокс. Если Вселенная бесконечна и звезды в ней распределены равномерно, то по любому направлению мы должны видеть какую-нибудь звезду. В этом случае фон неба был бы ослепительно ярким, как Солнце.
     Гравитационный  парадокс. Если Вселенная бесконечна и звезды равномерно занимают ее пространство, то сила тяготения в каждой его точке должна быть бесконечно велика, а стало быть, бесконечно велики были бы и относительные ускорения космических тел, чего, как известно, нет.
     Термодинамический парадокс. По второму  закону термодинамики все физические процессы во Вселенной в конечном счете сводятся к выделению теплоты, которая необратимо рассеивается в мировом пространстве. Рано или поздно все тела остынут до температуры абсолютного нуля, движение прекратится, и наступит навсегда "тепловая смерть". Вселенная имела начало, и ее ждет неизбежный конец.
     Первая  четверть XX в. прошла в томительном ожидании развязки. Никто, разумеется, не хотел отрицать бесконечность Вселенной, но, с другой стороны, никому не удавалось устранить космологические парадоксы стационарной Вселенной. Лишь гений Альберта Эйнштейна внес новую струю в космологические споры.
     Ньютоновская  классическая физика, как уже говорилось, рассматривала пространство как вместилище тел. Никакого взаимодействия между телами и пространством по Ньютону и быть не могло.
     В 1916 г. А. Эйнштейн опубликовал  основы общей теории относительности. Одна из главных ее идей состоит в том, что материальные тела, в особенности большой массы, заметно искривляют пространство. Из-за этого, например, луч света, проходящий вблизи Солнца, изменяет первоначальное направление.
     Представим  себе теперь, что  во всей наблюдаемой  нами части Вселенной  материя равномерно "размазана" в пространстве и в любой его точке действуют одни и те же законы. При некоторой средней плотности космического вещества выделенная ограниченная часть Вселенной не только искривит пространство, но даже замкнет его "на себя". Вселенная (точнее, выделенная ее часть) превратится в замкнутый мир, напоминающий обычную сферу. Но только это будет четырехмерная сфера, или гиперсфера, представить себе которую мы, трехмерные существа, не в состоянии. Однако мысля по аналогии, мы легко разберемся в некоторых свойствах гиперсферы. Она, как и обычная сфера, имеет конечный объем, заключающий в себе конечную массу вещества. Если в мировом пространстве лететь все время в одном направлении, то через некоторое число миллиардов лет можно попасть в исходную точку.
     Идею  о возможности  замкнутости Вселенной  впервые высказал А. Эйнштейн. В 1922 г. советский математик А. А. Фридман доказал, что "замкнутая Вселенная" Эйнштейна никак не может быть статичной. В любом случае ее пространство или расширяется или сжимается со всем своим содержимым. В 1929 г. американский астроном Э. Хаббл открыл замечательную закономерность: линии в спектрах подавляющего большинства галактик смещены к красному концу, причем смещение тел тем больше, чем дальше от нас находится галактика. Это интересное явление называется красным смещением. Объяснив красное смещение эффектом Доплера, т. е. изменением длины волны света в связи с движением источника, ученые пришли к выводу о том, что расстояние между нашей и другими галактиками непрерывно увеличивается. Конечно, галактики не разлетаются во все стороны от нашей Галактики, которая не занимает никакого особого положения в Метагалактике, а происходит взаимное удаление всех галактик. Это означает, что наблюдатель, находящийся в любой галактике, мог бы, подобно нам, обнаружить красное смещение, ему казалось бы, что от него удаляются все галактики. Таким образом, Метагалактика нестационарна.
     Открытие  расширения Метагалактики  свидетельствует  о том, что Метагалактика  в прошлом была не такой, как сейчас, и иной станет в будущем, т. е. Метагалактика эволюционирует.
     По  красному смещению определены скорости удаления галактик. У многих галактик они очень велики, соизмеримы со скоростью  света. Самыми большими скоростями, иногда превышающими 250 тыс. км/с, обладают некоторые квазары, считающиеся самыми удаленными от нас объектами Метагалактики.
     Закон, согласно которому красное  смещение (а значит, и скорость удаления галактик) возрастает пропорционально расстоянию от галактик (закон Хаббла), можно записать в виде: v = Нг, где v — лучевая скорость галактики; г — расстояние до нее; Я — постоянная Хаббла. По современным оценкам, значение Н заключено в пределах:
     50 км/с Мпк < Н  < 100 км/с Мпк.
     Следовательно, наблюдаемый темп расширения Метагалактики таков, что галактики, разделенные расстоянием 1 Мпк (3 х 1019 км), удаляются друг от друга со скоростью от 50 до 100 км/с. Если скорость удаления галактики известна, то можно вычислить расстояние до далеких галактик.
     Итак, мы живем в расширяющейся  Метагалактике. Это явление имеет свои особенности. Расширение Метагалактики проявляется только на уровне скоплений и сверхскоплений галактик, т. е. систем, элементами которых являются галактики. Другая особенность расширения Метагалактики заключается в том, что не существует центра, от которого разбегаются галактики. Расширение Метагалактики — самое грандиозное из известных в настоящее время явлений природы. Правильное его истолкование имеет исключительно большое мировоззренческое значение. Не случайно в объяснении причины этого явления резко проявилось коренное отличие философских взглядов ученых. Некоторые из них, отождествляя Метагалактику со всей Вселенной, пытаются доказать, что расширение Метагалактики подтверждает религиозное учение о сверхъестественном, божественном происхождении Вселенной. Однако во Вселенной известны естественные процессы, которые в прошлом могли вызвать наблюдаемое расширение. По всей вероятности, это взрывы. Их масштабы поражают нас уже при изучении отдельных видов галактик. Можно представить, что расширение Метагалактики также началось с явления, напоминающего колоссальный взрыв вещества, обладавшего огромной температурой и плотностью.
     Так как Вселенная  расширяется, естественно  думать, что раньше она была меньше, и когда-то все пространство было сжато в сверхплотную материальную точку. Это был момент так называемой сингулярности, который уравнениями современной физики описан быть не может. По неизвестным причинам произошел процесс, подобный взрыву, и с тех пор Вселенная начала "расширяться". Процессы, происходящие при этом, объясняются теорией горячей Вселенной.
     В 1965 г. американские ученые А. Пензиас и Р. Вильсон нашли  экспериментальное  доказательство пребывания Вселенной в сверхплотном и горячем состоянии, т. е. реликтовое излучение. Оказалось, что космическое пространство заполнено электромагнитными волнами, являющимися посланцами той древней эпохи развития Вселенной, когда еще не было никаких звезд, галактик, туманностей. Реликтовое излучение пронизывает все пространство, все галактики, оно участвует в расширении Метагалактики. Реликтовое электромагнитное излучение находится в радиодиапазоне с длинами волн от 0,06 см до 60 см. Распределение энергии похоже на спектр абсолютно черного тела с температурой 2,7 К. Плотность энергии реликтового излучения равна 4x10 13 эрг/см°, максимум излучения приходится на 1,1 мм. При этом само излучение имеет характер некоторого фона, ибо заполняет все пространство и совершенно изотропно. Оно является свидетелем начального состояния Вселенной.
     Очень важно, что хотя это  открытие было сделано  случайно при изучении космических радиопомех, существование реликтового излучения было предсказано теоретиками. Одним из первых предсказал это излучение Д. Гамов, разрабатывая теорию происхождения химических элементов, возникших в первые минуты после Большого взрыва. Предсказание существования реликтового излучения и обнаружение его в космическом пространстве — еще один убедительный пример познаваемости мира и его закономерностей.
     Во  всех развитых динамических космологических моделях утверждается идея о расширении Вселенной из некоторого сверхплотного и сверхгорячего состояния называемого сингулярным. Американский астрофизик Д. Гамов пришел к концепции Большого взрыва и горячей Вселенной на ранних этапах ее эволюции.
     Анализ  проблем начальной  стадии эволюции Вселенной  оказался возможным благодаря новым представлениям о природе вакуума. Космологическое решение, полученное В. де Ситтером для вакуума (г ~ ет) показало, что экспоненциальное расширение неустойчиво: оно не может продолжаться неограниченно долго. Через сравнительно малый промежуток времени экспоненциальное расширение прекращается, в вакууме происходит фазовый переход, в процессе которого энергия вакуума переходит в обычное вещество и кинетическую энергию расширения Вселенной. Большой взрыв был 15—20 млрд. лет назад.
     Согласно  стандартной модели горячей Вселенной  сверхплотная материя после Большого взрыва начала расширяться и постепенно охлаждаться. По мере расширения произошли фазовые переходы, в результате которых выделились физические силы взаимодействия материальных тел. При экспериментальных значениях таких основных физических параметров, как плотность и температура (р~1096 кг/м3 и Т-1032 К) на начальном этапе расширения Вселенной, различие между элементарными частицами и четырьмя типами физических взаимодействий практически отсутствуют. Оно начинает проявляться, когда уменьшается температура и начинается дифференциация материи.
     Таким образом, современные  представления об истории возникновения нашей Метагалактики основываются на пяти важных экспериментальных наблюдениях:
     1. Исследование спектральных  линий звезд показывает, что Метагалактика  в среднем обладает  единым химическим  составом. Преобладают  водород и гелий.
     2. В спектрах элементов далеких галактик обнаруживается систематическое смещение красной части. Величина этого смещения возрастает по мере удаления галактик от наблюдателя.
     3.  Измерения радиоволн,  приходящих из  космоса в сантиметровом и миллиметровом диапазонах, указывают на то, что космическое пространство равномерно и изотропно заполнено слабым радиоизлучением. Спектральная характеристика этого так называемого фонового излучения соответствует излучению абсолютно черного тела при температуре около 2,7 градуса Кельвина.
     4.  По астрономическим  наблюдениям, крупномасштабное  распределение галактик  соответствует постоянной  плотности массы, составляющей, по современным оценкам, по крайней мере 0,3 бариона на каждый кубический метр.
     5.    Анализ процессов  радиоактивного распада в метеоритах показывает, что некоторые из этих компонентов должны были возникнуть от 10 до 20 млрд лет назад.

2. Начальная стадия  жизни  Вселенной

 
      Несколько поколений ученый рассматривали  астрономическую картину мира, в  основе которой лежат не только данные астрономических наблюдений, теории и гипотезы, но и важнейшие понятия и законы современной физики.
      Революционными  вехами на пути развития астрономии были обоснование идеи о шарообразности Земли, открытие Коперником геолицентрической  картины мира, изобретение телескопа, открытие основных законов небесной механики, применение в астрономии спектрального анализа и фотографии, изучение структуры нашей Галактики, открытие Метагалактики и ее расширение, начало радиоастрономичеких исследований и, наконец, начало космической эры и эпохи непосредственных астрономических эксперементов в космическом пространстве.
      Благодаря этим открытиям постепенно вырисовывалась величественная картина мироздания, по сравнению с которой наивными сказками кажутся старинные легенды о плоской Земле, неподвижно покоящейся в центре мире, и о небесной твердо с воткнутыми в нее звездами-булавками. В наши дни астрономия  находится на переднем крае современного естествознания и развивается необычайно быстрыми темпами.
      Астрономическая картина мира - это картина эволюционирующей Вселенной. Современная астрономия те только открыла грандиозный мир галактик, но и обнаружила явления (расширение Метагалактик, космическая распространенность химических элементов, реликтовое излучение), свидетельствующее о том, что Вселенная непрерывно эволюционирует. Эволюция Вселенной включает в себя эволюцию вещества и эволюцию структуры. Эволюция вещества сопровождалась понижением его температуры, плотности, обособление и формирование звезд и галактик, образование планет и их спутников.
      С течением времени менялась и роль физических взаимодействий в процессе эволюции Вселенной. В мире планет, звезд и галактик основную роль играет гравитационное взаимодействие: им обусловлено  движении и в значительной степени эволюция небесных тел и их систем.
      Но, кроме гравитационного существует три вида взаимодействий- слабое, с  которым связан, например, радиоактивный распад, сильное, с которым связан синтез ядер атомов, и электромагнитное,  с которым связано взаимодействие квантов электромагнитное излучения с электронами и другими заряженными частицами. «В горячей вселенной», представляющей своеобразную "лабораторию высоких энергий", при огромных температурах различные виды физических взаимодействий ныне могут быть представлены единым взаимодействием. Исследования такой возможности представляет огромный интерес для физики и космологии, потому как свойства вселенной оказываются неразрывно связаны со свойствами микромира. При температуре 1013 К и плотности 1020 кг/м*м*м (такими параметрами характеризовалась плазма через 10-6 с после "начала" расширения Метагалактики) вещество обладало свойствами, пока еще мало изучены.
      Еще меньше известно об особенностях процессов, происходивших еще раньше. Ученые предполагают, что следствием именно этих процессов стали такие фундаментальные  свойства Метагалактики, как, например, ее расширение, или тот факт, что  в Метагалактике небесные тела состоят из вещества, а не из антивещества.
     Проблема  возникновения структурности  мира и жизни во Вселенной традиционно  трактуется следующим  образом: окружающая нас Вселенная обладает определенными физическими свойствами и закономерностями, познаваемыми нами.
     Как в таком случае происходит эволюция Вселенной, приводящая к достаточно сложным структурам, как зарождается и эволюционирует в такой Вселенной жизнь? От ответа на эти во многом еще не решенные вопросы зависят возможность существования жизни в других областях Вселенной и в другие времена и направления ее поиска.
     Любая физическая теория, например уравнение  Максвелла в электродинамике, ставит перед собой задачу дать полное физическое описание той или иной системы, если известен полный набор начальных данных, поскольку в различных физических явлениях начальные данные различны. Но когда мы обращаемся к космологии, которая должна описать свойства одной единственной системы — нашей Вселенной, вопрос о начальных данных и фундаментальных постоянных неразрывно связан с вопросом: почему Вселенная именно такая, какой мы ее наблюдаем. Прежде чем подойти к ответу на этот вопрос, рассмотрим, какими представляются современному естествознанию начальные условия нашей Вселенной.
     Наиболее  важным моментом современной стандартной космологической модели Вселенной является вопрос о свойствах ранней Вселенной. Удовлетворительное описание свойств ранней Вселенной дается в модели де Ситтера. Более поздние промежутки эволюции Вселенной даются в модели Фридмана. Возникающая при этом зависимость размеров Вселенной от времени может быть примерно описана кривой, показанной на рисунке 1. Время перехода от деситтеровской стадии расширения (1) к фридмановской (2) обозначено через tp. Физический смысл времени tF в том, что оно показывает момент радикального изменения закона расширения Вселенной. Переход от одного закона к другому в | момент tF означает радикальное изменение основных свойств Вселенной в этот момент, изменение ее фазового состояния.
     Модель  экспоненциального  роста размеров Вселенной де Ситтера R = exp (Ht) на начальной стадии ее эволюции получила название модели "раздувающейся" Вселенной. По этой модели, при t > 0 вся энергия мира была заключена в его вакууме. Деситтеровская стадия расширения длилась примерно 10~35 с. Все это время Вселенная быстро расширялась, заполняющий ее вакуум как бы растягивался без изменения своих свойств. Образовавшееся состояние Вселенной было крайне неустойчивым, энергетически напряженным. В таких случаях достаточно возникновения малейших неоднородностей, играющих роль случайной затравки, чтобы вызвать переход в другое состояние (в качестве примера можно привести явление кристаллизации). При переходе вакуума в другое состояние мгновенно выделялась колоссальная энергия за счет разности его начального и конечного состояний. Примерно за 10~32 с пространство раздулось в громадный раскаленный шар с размерами много большими видимой части Вселенной. При этом произошло рождение из вакуума реальных частиц, из которых со временем сформировалось вещество нашей Вселенной.

     Рис. 1. Зависимость радиуса Метагалактики от времени в модели де Ситтера—Фридмана (tF — фридмановское время) 

     В последнее время  усиленно обсуждаются  причины того "первотолчка", который был началом  расширений нашей  Вселенной. Один из возможных механизмов, основанный на гипотезе о существовании кванта единого пространства-времени, описан в теории инфляционной Вселенной. Рассмотрим ее основные положения и выводы.
     А. Эйнштейном была выдвинута  идея о существовании  космического отталкивания. Если учесть эти силы в уравнениях динамики Вселенной, то полное ускорение оказывается равным
     а — а тяг   + аотт  .
     Ускорение тяготения атяг равно
     атяг = -GM/R2,
     а ускорение отталкивания аотт в соответствии с гипотезой Эйнштейна пропорционально R:
     а отт.   = cont-R.
     Рассмотрим  случай, когда во Вселенной нет  вещества, она "пуста". При этом М = 0 и  атяг = 0. Динамика Вселенной описывается ускорением аотт. Можно показать, что при этом две пробные частицы, помещенные в такую пустую Вселенную, будут удаляться друг от друга по экспоненциальному закону.
     Согласно  современным концепциям естествознания, вакуум — не пустота, в физическом вакууме непрерывно происходят процессы рождения и уничтожения виртуальных частиц. Это своеобразное "кипение" вакуума нельзя устранить, ибо оно означало бы нарушение одного из основных законов квантовой физики, а именно, соотношения неопределенностей Гейзенберга. Как показал академик Я. Б. Зельдович в 1967 г., в результате взаимодействия виртуальных частиц в вакууме появляется некоторая плотность энергии и возникает отрицательное давление. Такое вакуумно-подобное состояние неустойчиво и с течением времени оно распадается, превратившись в обычную горячую материю. Энергия вакуумно-подобного состояния перейдет в энергию обычной материи, гравитационное отталкивание сменится обычной гравитацией, замедляющей расширение. С этого момента Вселенная начнет развиваться по известной стандартной космологической горячей модели эволюции. Рассмотрим исходные положения этой модели и ее основные результаты. Горячая модель Вселенной, как и любая другая, исходит из наблюдающегося в настоящее время факта ее расширения и объясняет три достоверно установленных факта — наличие барионной асимметрии Вселенной, космическое отношение числа фотонов к числу барионов, примерно равное 109, и однородность и изотропность реликтового излучения. Теория Большого взрыва в наши дни считается общепринятой. Согласно этой теории, наша Вселенная развивалась из первоначального состояния, которое можно представить в виде сгустка сверхплотной раскаленной материи. Излучение и вещество в нем находились в тепловом равновесии. В этой ранней Вселенной фотоны эффективно взаимодействовали с веществом, число частиц было равно числу античастиц.
     Для объяснения барионной асимметрии Вселенной предполагается, что распад лептокварков происходит с превышением числа рождающихся кварков над антикварками. Исходя из наблюдающейся сейчас барионной асимметрии число кварков должно относиться к числу антикварков как 1 000 000 001 : 1 000 000 000. Физическим обоснованием такого предположения является существование в микромире процессов, идущих с нарушением зарядовой симметрии (распад К-мезона). При этом важным является то, что барионная асимметрия не зависит от начальных условий. Родившиеся в результате распада лептокварков антикварки и кварки аннигилируют, возникает асимметрия и небольшой же избыток кварков выживает и является материалом, из которого строится вещество Вселенной. Нейтроны и протоны — основные строительные элементы нашего вещества — появляются через 10~6 с после Большого взрыва. До времени t ~10"nc подавляющая часть энергии сгустка заключена в излучении, после этого момента в связи с образованием протонов — в веществе. По мере дальнейшего расширения и остывания Вселенной в момент времени t = 3 мин 44 с начинается образование стабильных ядер легких элементов — эра космологического нуклеосинтеза. Длительность этой эры невелика — всего полчаса. Рассчитанная по этой модели концентрация гелия во Вселенной (около 25% по массе) совпадает с данными астрофизических наблюдений. После эры космологического нуклеосинтеза Вселенная тихо остывает. Ее температура снижается настолько, что электроны начинают соединяться с ядрами, образуя атомы. Энергии фотонов не хватает для их разрушения, с этого момента излучение отрывается от вещества. Дальнейшая эволюция излучения происходит в полном соответствии с законами теплового излучения. Теоретическое значение температуры этого "реликтового" излучения, дожившего до наших дней, в точности соответствует экспериментальным данным. Таким образом, только водород и гелий образуются собственно в Большом взрыве. Тяжелые элементы образуются позднее в недрах звезд и рассеиваются в пространстве благодаря звездным взрывам. Для дальнейшего развития наиболее важным представляется то, что в первые мгновения образования нашей Вселенной сформировался весь тот набор физических закономерностей и фундаментальных постоянных, который и обусловил ход ее последующей эволюции.
     Последовательность  событий в ранней Вселенной показана на рисунке 2.
     

     Рис. 2. Последовательность событий в ранней Вселенной 

     В развитии Вселенной  принято выделять следующие четыре стадии: адронную эру, лептонную эру, эру излучения, и эру вещества. Адронная эра продолжалась до t = 10"4с. При этом р >10иг/см3, Т > 1012К. Важной особенностью этой стадии является сосуществование вещества (протонов и нейтронов) с антивеществом (антинейтронами и др.). Причем количество частиц в единице объема было того же порядка, что и фотонов. Основной вклад в гравитацию давали тяжелые частицы — адроны. Они аннигилируют с античастицами, остается лишь небольшой избыток нуклонов, который в дальнейшем и определяет свойства нашего мира, т. е. значения его фундаментальных мировых постоянных. Самое начало (т. е. сингулярность) пока недоступно исследованию, так как при этом все главные параметры Вселенной (плотность, температура и т. п.) обращаются в бесконечность.
     Далее (до t = 10 с) шла лептонная эра, на протяжении которой температура уменьшается от 1012К до 5х109 К. С уменьшением температуры более эффективными становятся процессы соединения протонов с нейтронами и образованием дейтерия 2Н, трития 3Н и изотопов 3Не и 4Не. Именно в это время и образуется основная часть гелия, содержащегося в звездах и галактиках. На долю гелия приходится около 30%, на долю водорода — около 70%, а на долю остальных химических элементов — менее 1% массы вещества. За счет термоядерных реакций в Галактике может образоваться около 2% гелия по массе. Поэтому основная масса гелия должна была присутствовать в Галактике изначально. По теории горячей Вселенной за первые 100 с образуется 25% Не и 75% Н, что подтверждает и современный химический состав Метагалактики. Эра излучения продолжалась от 10 с до 1013с или 1 млн лет. При этом 300 < Т < 1010К, 10'21 < с < 104г/см3.

     Рис. 3. Связь температуры, энергии, размеров, плотности  и времени, существовавшая в ранней вселенной. Нижняя часть схемы показывае кварковый и лептонный состав материи
     Основной  вклад в гравитационную массу Вселенной давало излучение. В начале эры закончился синтез гелия, и продолжались процессы аннигиляции электронов с позитронами. Все это время температура излучения оставалась одинаковой с температурой вещества. Но как только температура уменьшилась до величины Т = 3000 К, энергия фотонов уже недостаточна для ионизации атомов водорода. Поэтому процессы рекомбинации электронов с протонами уже не уравновешиваются обратными процессами ионизации, и происходит "отрыв" излучения от вещества. С этого момента главную роль в расширении Вселенной начинает играть не излучение, а вещество.
     На  рисунке 3 показана существовавшая в ранней Вселенной связь температуры, энергии, размеров, плотности и времени.
     Эра вещества начинается с момента рекомбинации и продолжается до сих пор. На ее определенном этапе и начинаются процессы формирования галактик и звезд.
     В заключение можем  констатировать, что  гипотеза Большого взрыва позволяет удовлетворительным образом интерпретировать все пять рассмотренных  выше экспериментальных фактов. Именно поэтому современные представления о возникновении нашей Метагалактики основаны на изложении нами модели, хотя многие вопросы все еще остаются открытыми. 
 
 
 
 
 
 
 

3. Проблема внеземных цивилизаций

      Одной из самых интересных тем астрономии является возможность существования внеземных цивилизаций. По этой теме постоянно продолжаются дискуссии, и единого мнения не существует. Но большинство современных астрономов и философов считают, что жизнь - распространенное явление во Вселенной и существует множество миров, на которых обитают цивилизации.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.