Модель большого взрыва и хронология вселенной. История Вселенной: от Большого Взрыва до наших дней

Время	Эпоха	Событие	Время от сегодняшнего момента, лет
	Сингулярность	Большой взрыв.
0 - 10 −43 с	Планковская эпоха	Рождение частиц.
10 −43 - 10 −35 с	Эпоха Великого объединения	Отделение гравитации от объединённого электрослабого и сильного взаимодействия. Возможное рождение монополей. Разрушение Великого объединения.
10 −35 - 10 −31 с	Инфляционная эпоха	Вселенная экспоненциально увеличивает свой радиус на много порядков. Структура первичной квантовой флуктуации раздуваясь даёт началокрупномасштабной структуре Вселенной . Вторичный нагрев. Бариогенезис.
10 −31 - 10 −12 с	Электрослабая эпоха	Вселенная заполнена кварк-глюонной плазмой, лептонами, фотонами, W- и Z-бозонами, бозонами Хиггса. Нарушение суперсимметрии.
10 −12 - 10 −6 с	Кварковая эпоха	Электрослабая симметрия нарушена, все четыре фундаментальных взаимодействия существуют раздельно. Кварки ещё не объединены в адроны. Вселенная заполнена кварк-глюонной плазмой, лептонами и фотонами.
	Адронная эпоха	Адронизация. Аннигиляция барион-антибарионных пар. Благодаря CP-нарушению остаётся малый избыток барионов над антибарионами (около 1:10 9).
1 секунда - 3 минуты	Лептонная эпоха	Аннигиляция лептон-антилептонных пар. Распад части нейтронов. Вещество становится прозрачным для нейтрино.
3 минуты - 380 000 лет	Протонная эпоха	Нуклеосинтез гелия, дейтерия, следов лития-7 (20 минут). Вещество начинает доминировать над излучением (70 000 лет), что приводит к изменению режима расширения Вселенной. В конце эпохи (380 000 лет) происходит рекомбинация водорода и Вселенная становится прозрачной для фотонов теплового излучения.
380 000-150 млн лет	Тёмные Века	Вселенная заполнена водородом и гелием, реликтовым излучением, излучением атомарного водорода на волне 21 см. Звёзды, квазары и другие яркие источники отсутствуют.
150 млн - 1 млрд лет	Реионизация	Образуются первые звёзды (звёзды популяции III), квазары, галактики, скопления и сверхскопления галактик. Реионизация водорода светом звёзд и квазаров.
1 млрд лет - 8,9 млрд лет	Эра вещества	Образование межзвёздного облака, давшего начало Солнечной системе.
8,9 млрд лет - 9,1 млрд лет	Эра вещества	Образование Земли и других планет нашей Солнечной системы, затвердевание пород.

Глава Согласно теории Большого взрыва, дальнейшая эволюция зависит от экспериментально измеримого параметра - средней плотности вещества в современной Вселенной. Если плотность не превосходит некоторого (известного из теории) критического значения, Вселенная будет расширяться вечно, если же плотность больше критической, то процесс расширения когда-нибудь остановится и начнётся обратная фаза сжатия, возвращающая к исходному сингулярному состоянию. Современные экспериментальные данные относительно величины средней плотности ещё недостаточно надёжны, чтобы сделать однозначный выбор между двумя вариантами будущего Вселенной.

Есть ряд вопросов, на которые теория Большого взрыва ответить пока не может, однако основные её положения обоснованы надёжными экспериментальными данными, а современный уровень теоретической физики позволяет вполне достоверно описать эволюцию такой системы во времени, за исключением самого начального этапа - порядка сотой доли секунды от «начала мира». Для теории важно, что эта неопределённость на начальном этапе фактически оказывается несущественной, поскольку образующееся после прохождения данного этапа состояние Вселенной и его последующую эволюцию можно описать вполне достоверно.

Космология Возраст Вселенной Большой взрыв Содвижущееся расстояние Реликтовое излучение Космологическое уравнение состояния Тёмная энергия Скрытая масса Вселенная Фридмана Космологический принцип Космологические модели Формирован … Википедия

Отсчёт времени во вселенной «Звёздных войн» ведётся относительно победы Альянса Повстанцев над Империей в битве у планеты Явин IV. Соответственно, даты обозначаются как «до я. б.»/«ДЯБ» (BBY) до Явинской битвы (англ. Before Battle of… … Википедия

Отсчёт времени во вселенной «Звёздных войн» ведётся относительно победы Альянса Повстанцев над Империей в битве у планеты Явин IV. Соответственно, даты обозначаются как «до я. б.» (BBY) до Явинской битвы (англ. Before Battle of Yavin), и «п. я. б … Википедия

Отсчёт времени во вселенной «Звёздных войн» ведётся относительно победы Альянса Повстанцев над Империей в битве у планеты Явин IV. Соответственно, даты обозначаются как «bby» (BBY) До Явинской битвы (en. Before Battle of… … Википедия

Хронология первых трех дней аварии на шахте "Распадская" в 2010 г - В ночь на 9 мая 2010 г. в городе Междуреченске Кемеровской области на шахте Распадская, одной из крупнейших в мире угольных шахт, произошла авария, которая унесла жизни 91 человека. На шахте с интервалом в четыре часа прогремели сразу два взрыва … Энциклопедия ньюсмейкеров

Хронология первых трех дней аварии на шахте "Распадская" в 2010 году - На шахте с интервалом в четыре часа прогремели сразу два взрыва метана, причем повторный взрыв был значительно сильнее. Первый взрыв на шахте Распадская произошел 8 мая 2010 года в 20:55 мск. В этот момент в шахте находились 359 человек. 9 мая в… … Энциклопедия ньюсмейкеров

Млн л … Википедия

Книги

Хронология. Путешествие сквозь века: от Большого взрыва до наших дней , Гюс Петер. О книге Что мы знаем о всемирной истории? Можем ли выстроить наши знания о разных эпохах в одну стройную линию, связав одни события с другими? Эта большая, оригинально иллюстрированная…
Хронология. Путешествие сквозь века: от Большого взрыва до наших дней (виммельбух) , Хиде, Сильвия Ванден. Что мы знаем о всемирной истории? Можем ли выстроить наши знания о разных эпохах в одну стройную линию, связав одни события с другими? Эта большая, оригинально иллюстрированная книга поможет…

Основы теории Большого взрыва относительно просты. Если кратко, согласно ей вся существовавшая и существующая сейчас во Вселенной материя появилась в одно и то же время -- около 13,8 миллиарда лет назад. В тот момент времени вся материя существовала в виде очень компактного абстрактного шара (или точки) с бесконечной плотностью и температурой. Это состояние носило название сингулярности. Неожиданно сингулярность начала расширяться и породила ту Вселенную, которую мы знаем.

Стоит отметить, что теория Большого Взрывая является лишь одной из многих предложенных гипотез возникновения Вселенной (например, есть еще теория стационарной Вселенной), однако она получила самое широкое признание и популярность. Она не только объясняет источник всей известной материи, законов физики и большую структуру Вселенной, она также описывает причины расширения Вселенной и многие другие аспекты и феномены.

Хронология событий в теории Большого Взрыва

Основываясь на знаниях о нынешнем состоянии Вселенной, ученые предполагают, что все должно было начаться с единственной точки с бесконечной плотностью и конечным временем, которые начали расширяться.

После первоначального расширения, как гласит теория, Вселенная прошла фазу охлаждения, которая позволила появиться субатомным частицам и позже простым атомам. Гигантские облака этих древних элементов позже, благодаря гравитации, начали образовывать звезды и галактики.

Все это, по догадкам ученых, началось около 13,8 миллиарда лет назад, и поэтому эта отправная точка считается возрастом Вселенной. Путем исследования различных теоретических принципов, проведения экспериментов с привлечением ускорителей частиц и высокоэнергетических состояний, а также путем проведения астрономических исследований дальних уголков Вселенной ученые вывели и предложили хронологию событий, которые начались с Большого взрыва и привели Вселенную в конечном итоге к тому состоянию космической эволюции, которое имеет место быть сейчас.

Ученые считают, что самые ранние периоды зарождения Вселенной -- продлившиеся от 10 -43 до 10 -11 секунды после Большого взрыва, -- по прежнему являются предметом споров и обсуждений. Если учесть, что те законы физики, которые нам сейчас известны, не могли существовать в это время, то очень сложно понять, каким же образом регулировались процессы в этой ранней Вселенной. Кроме того, экспериментов с использованием тех возможных видов энергий, которые могли присутствовать в то время, до сих пор не проводилось. Как бы там ни было, многие теории о возникновении Вселенной в конечном итоге согласны с тем, что в какой-то период времени имелась отправная точка, с которой все началось.

Релятивистская модель Вселенной , вытекающая из теории тяготения А. Эйнштейна (1917 г.), позволила снять фотометрический и гравитационный парадоксы. Напомним, что согласно новой модели свойства Космоса определяются распределением гравитационных масс: Вселенная безгранична, но при этом замкнута и представляет собой пространственно-временную четырехмерную сферу с «плавающей» материей. Аналогией может служить любая знакомая нам сфера, например, глобус или сама планета Земля: путешественник никогда не достигнет линии горизонта, но при этом площадь шара может быть выражена точным конечным числом.

Однако, несмотря на очевидную революционность идей, Эйнштейн в начале ХХ в. оставался в плену мировоззренческих установок на статичность и вечность мироздания.

Дальнейшее развитие космологии, становление парадоксальной для классического естествознания XIX в. модели расширяющейся Вселенной удобнее всего рассматривать в хронологическом порядке.

В 1917 г. А. Эйнштейн при создании своих уравнений поля ввел специальную «космологическую постоянную Λ» или «лямбда-член», необходимую для того, чтобы они допускали решения, приводящие к описанию стационарной Вселенной. Интересно, что впоследствии Эйнштейн назвал введение космологической постоянной «величайшей ошибкой своей жизни». Гораздо позднее выяснилось, что «космологическая постоянная» играет важную роль в описании некоторых этапов эволюции Вселенной.

В 1922 г. русский математик и геофизик Александр Александрович Фридман (1888-1925) нашел нестационарные решения гравитационного уравнения Эйнштейна и предсказал расширение Вселенной, положив начало нестационарной космологической модели (расширяющейся или сжимающейся). Важно отметить, что речь шла о расширении самого пространства . Экстраполируя ситуацию в прошлое, можно было придти к сенсационному выводу: в самом начале вся материя Вселенной была сосредоточена в компактной области, из которой и начала свой разлет. Космос в этих расчетах стал напоминать раздувающийся мыльный пузырь или резиновый воздушный шар, у которого и радиус, и площадь поверхности непрерывно увеличиваются. Поскольку во Вселенной очень часто наблюдаются явления взрывного характера, у А. Фридмана возникло предположение, что и в самом начале ее развития также лежит аналогичный процесс. Позднее он получил название «Большой взрыв».

Эйнштейн был настолько уверен в невозможности события «начала» Вселенной, что даже опубликовал в одном из журналов небольшую статью о якобы найденной им грубой ошибке, допущенной А. Фридманом. Однако через несколько месяцев переписки Эйнштейн публично снял свои возражения, хотя при этом все же считал результаты Фридмана не имеющими какое-нибудь отношение к действительности, а скорее «игрой ума».

В ходе продолжающихся дискуссий о реальной возможности расширения Космоса рождались новые модели. В частности о расширении Вселенной, наполненной веществом, говорилось и в первой космологической работе крупнейшего бельгийского астронома и математика, католического священника, аббата Ж. Леметра (Georges Lemaître, 1894-1966), опубликованной в 1925 г. Однако для серьезного рассмотрения новой модели требовалось серьезное экспериментальное подтверждение.

Оно было впервые получено спустя четыре года, в 1929 г. Американский астроном Э.Хаббл (Edwin Powell Hubble; 1889-1953) установил, что все наблюдаемые гигантские звездные системы - галактики удаляются от нас и даже вычислил с какой именно скоростью. В своих выводах Э. Хаббл исходил из эффекта Доплера – закономерности изменения частоты и длины регистрируемых волн, вызванной движением их источника. Эффект Доплера каждому легко наблюдать на практике, например, когда мимо наблюдателя, стоящего на платформе, проезжает гудящий локомотив. Предположим, гудок выдает какой-то неизменный определенный тон. Когда локомотив не движется относительно наблюдателя, он слышит именно тот тон, который в действительности издается гудком. Но если локомотив будет приближаться к наблюдателю, то частота звуковых волн увеличится, а длина уменьшится, и наблюдатель услышит более высокий, чем на самом деле, тон. В момент, когда поезд будет проезжать мимо наблюдателя, он услышит тот самый тон, который издается на самом деле. А когда локомотив проедет дальше и будет уже отдаляться, наблюдатель услышит более низкий тон, вследствие меньшей частоты и, соответственно, большей длины звуковых волн. Визуально аналогичный эффект распространения волн на поверхности воды можно наблюдать с берега при движении лодки или пловца.

Анализируя спектры электромагнитного излучения галактик, Хаббл зарегистрировал красное смещение - сдвиг наблюдаемых спектральных линий в красную (длинноволновую) сторону, что свидетельствовало об удалении галактик друг от друга с возрастающей скоростью 55 км/с на каждый миллион парсек. Заметим, что речь идет не о «разлете» галактических систем в пространстве, а о расширении самого пространства, подобно тому, как «разбегаются» точки, нанесенные на поверхность воздушного шара при последующем его надувании. Соответственно, вопрос о месте точки, из которой когда-то начался «разбег» материи, не корректен, потому что изначально все различаемые нами отдельные точки-координаты пространства находились вместе . Впервые термин «Большой взрыв » или «Большой хлопок » (Big Bang ) применил британский астроном Ф. Хойл (Sir Fred Hoyle; 1915-(19150624)2001) на одной из своих лекций в 1949 г.

В научном сообществе открытие Э. Хаббла вызвало не только широкий резонанс, но и острые дискуссии. Для надежного подтверждения новой, динамичной картины мира требовались новые факты.

В 1948 г. начали выходить работы русского и американского физика Георгия Антоновича Гамова (1904-1968) о «горячей Вселенной», основанные на модели А. Фридмана. Согласно Фридману, Взрыв породил пространство, наполненное сверхплотным веществом, из которого через миллиарды лет образовались наблюдаемые тела Вселенной - звезды, галактики и планеты. Георгий Гамов предположил, что первичное вещество мира было не только сверхплотным, но и очень горячим. Новая идея заключалась в том, что в горячем и плотном веществе ранней Вселенной происходили ядерные реакции, и в этом «ядерном котле» за несколько минут были синтезированы легкие химические элементы. Самым эффектным результатом данной теории стало предсказание космического фона излучения. По законам термодинамики электромагнитное излучение в ранней Вселенной должно было сосуществовать вместе с горячим веществом, оно не исчезает при общем расширении Космоса и сохраняется - только сильно охлажденным - до сих пор как «эхо Творения » или «эхо Большого взрыва ». Гамов смог ориентировочно оценить, какова должна быть температура гипотетического остаточного излучения в настоящее время. Расчет давал весьма низкие показатели, близкие к абсолютному нулю (0 К или −273,15 °C) – от 1 до 10 К. В 1950 г. Г. Гамов внес уточнения в расчеты и назвал температуру около 3 К.

В 1955 г. молодой советский радиоастроном Тигран Арамович Шмаонов экспериментально обнаружил шумовое СВЧ излучение с температурой около 3K, а в 1964 г. американские радиоастрономы А. Пензиас (Arno Allan Penzias; род. в 1933 г.) и Р. Вилсон (Robert Woodrow Wilson; род. в 1936 г.) открыли космический фон излучения и измерили его температуру: она оказалась равной именно 3 К. Это было самое крупное открытие в космологии со времен наблюдения Хабблом в 1929 г. общего расширения Вселенной. В 1978 году А. Пензиасу и Р. Вилсону была присуждена Нобелевская премия «за открытие микроволнового реликтового излучения ». Термин «реликтовое (т.е. древнейшее или остаточное) излучение » ввел советский астрофизик Иосиф Самуилович Шкловский (1916-1985). Таким образом, модель «горячей вселенной» Г. Гамова оказалась экспериментально подтвержденной.

Теория «Большого взрыва» предполагала, в частности, что Вселенная должна на 23% состоять из гелия. Проведенные измерения содержания гелия в звездах и туманностях подтвердили эти предсказания. Еще более впечатляющим является подтверждение предположений о количественном содержании в космическом веществе тяжелого изотопа водорода – дейтерия и элемента лития.

Изучение реликтового излучения в 1990-е гг. продолжилось при помощи зонда космического фона СОВЕ (Cosmic Background Explorer) агентства NASA. В 2003 и 2009 гг. были запущены специальные астрономические космические аппараты-спутники: WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства и «Планк» (Европейское космическое агентство) для проведения высокоточных измерений параметров реликтового излучения.

Вместе с данными предшествующих измерений, полученная информация позволила физикам развить современную стандартную космологическую модель (ΛCDM (читается «Лямбда-СиДиЭм»; сокращение от Lambda-Cold Dark Matter ), согласно которой Вселенная заполнена, помимо обычной барионной материи, темной энергией (описываемой упоминаемой выше космологической постоянной Λ в уравнениях Эйнштейна) и холодной темной материей (Cold Dark Matter ). С высокой точностью был установлен возраст Вселенной и распределение по массам различных видов материи («обычная» барионная материя - 4 %, темная материя - 23 %, темная энергия - 73 %). Согласно этой модели возраст Вселенной оценивается в 13,75 млрд. лет. Выяснилось, что наблюдаемое неравномерное распределение вещества напоминает квазиупорядоченные структуры в виде сот с ячейками неправильной формы размерами порядка 100 млн. световых лет. Рождение гармоничной крупномасштабной структуры Вселенной в некоторых богословских моделях соотносится с библейской «твердью» (Быт. 1:6-8) второго творческого дня.

Реконструированная хронология Большого Взрыва может быть представлена в следующем виде (рассматриваются только некоторые этапы).

Нулевой этап. Если доверять математическим расчетам, до Большого взрыва все вещество и вся энергия Вселенной были сконцентрированы в одной геометрической точке с нулевыми размерами, нулевым временем, но с массой и давлением, стремящимися к бесконечности. Это состояние Г. Гамов предложил назвать Августинской эпохой - в честь блаженного Августина, который говорил о появлении времени вместе с материей и пространством. Это начальное состояние Вселенной называется также сингулярностью (лат. singularis - единственный). Однако, согласно принципу неопределенности В. Гейзенберга, рассмотренному нами в главе, посвященной квантовой механике, вещество никак не может быть «стянуто» в одну точку, т.к. невозможно одновременно вести речь о координатах и скорости частицы. Таким образом, момент начала творения – сингулярность - не подчиняется ни одному из известных законов физики.

В современной инфляционной модели (лат. inflatio - вздутие, раздутие) «началом всего» является восьмимерное пространство или вакуум (лат. vacuum - пустота), приближающееся по размерам к точке. Вакуум нельзя назвать абсолютной пустотой – это среда с особыми свойствами, находящаяся в равновесном состоянии: в ней существуют виртуальные частицы, которые «занимают» у ваккума энергию на краткий миг, чтобы родиться и, возвращая занятую энергию, тут же исчезнуть. Иными словами, происходят квантовые флуктуации полей в возбужденном вакууме. Одна из таких флуктуаций может вывести вакуум из состояния равновесия, виртуальные частицы начинают захватывать энергию без отдачи, становясь реальными. Первые появившиеся нестабильные частицы выдающийся физик И. Пригожин отождествлял с черными мини-дырами , распадающимися на обычную материю и излучение. В целом, процесс мог выглядеть таким образом: спонтанная флуктуация вакуума > появление черных мини-дыр > рождение пространства-времени > рождение элементарных частиц. «Существует некоторая аналогия с переохлажденной жидкостью и порогом перехода в кристаллическое состояние, - писал И. Пригожин, - Мы можем наблюдать в переохлажденной жидкости флуктуации, приводящие к образованию крохотных кристаллов, которые то появляются, то снова растворяются. Но если образуется крупный кристалл, то происходит необратимое событие – кристаллизация всей жидкости».

С точки зрения теории струн , упоминавшейся выше в главе, посвященной строению материи на уровне микромира, начальные условия до Большого взрыва описываются следующим образом: сначала все пространственные измерения плотно свернуты до минимальных размеров планковской длины - 10 −33 м. Температура и энергия высоки, но не бесконечны. В начальный момент существования Вселенной все пространственные измерения совершенно равноправны и полностью симметричны: все они свернуты в «многомерный комок» планковских размеров (10 −33 м). Далее Вселенная проходит первую стадию понижения симметрии, когда в планковский момент времени (10 −43 с) три пространственных измерения «отбираются» для последующего расширения и принимают наблюдаемую ныне форму, а остальные сохраняют исходный планковский размер.

Инфляционный период . Прошедшее с начала расширения Вселенной время составляет 10 −33 с. За этот период с огромной скоростью происходит увеличение ее пространственных размеров до 10 50 раз. Отсюда и применение термина - «инфляция ». Происходит вторичный разогрев материи.

Кварковая эпоха – от 10 −12 до 10 −6 с. Электрослабая симметрия нарушена, все четыре фундаментальные физические взаимодействия существуют раздельно. Кварки еще не объединены в адроны. Вселенная заполнена кварк-глюонной плазмой, лептонами и фотонами.

Адронная и Лептонная эры – от 10 −6 до 3 с. На данном этапе температура понизилась до 10 13 К, прекратилось свободное существование кварков. Начался процесс аннигиляции - взаимоуничтожения барион-антибарионных, а затем лептон-антилептонных пар, сопровождающийся излучением энергии или рождением новых частиц. Благодаря нарушению симметрии вещества-антивещества остается малый избыток барионов над антибарионами (около 1:10 9). Вещество становится прозрачным для нейтрино.

Протонная (фотонная) эпоха – от 3 минут до 380 тыс. лет. Образуются атомы, идет нуклеосинтез гелия, тяжелого изотопа водорода – дейтерия и лития. Вещество начинает доминировать над излучением, что приводит к изменению режима расширения Вселенной. В конце эпохи Вселенная становится прозрачной для фотонов, возникает реликтовое излучение.

Темные века - от 380 тыс. до 150 млн. лет. Однородная расширяющаяся Вселенная заполнена водородом, гелием, реликтовым излучением, излучением атомарного водорода на волне 21 см.

Эры Реионизации и Вещества – от 150 млн. до 10 млрд. лет. Из уплотнений вещества образуются первые звезды, квазары, галактики, скопления и сверхскопления галактик. Водород реионизируется светом звезд и квазаров.

Источником собственного свечения звезд являются термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Серии ядерных процессов могут порождать более тяжелые химические элементы. Звезды классифицируются по целому раду параметров: размеру, спектрам излучения, яркости, элементарному химическому составу и т.п. В 1910 г. датским астрономом Э. Герцшпрунгом (Ejnar Hertzsprung; 1873-1967) и американским астрофизиком Г. Расселом (Henry Norris Russell; 1877-1957) была разработана специальная диаграмма для классификации звезд и описания процессов их эволюции, носящая в настоящее время имена этих ученых (диаграмма Герцшпрунга-Рассела ).

Министерство общего и профессионального образования РФ

Южно-Уральский Государственный Университет

Кафедра физической химии

Концепции современного естествознания

Модель Большого Взрыва и хронология Вселенной

Выполнил:

Ахмедзянов С.М.

Ст. гр. ЭиУ-285

Проверил:

Доцент, кандидат технических наук

Тепляков Ю.Н.

________________

«___»______1999 г.

Челябинск

Аннотация

Эта работа посвящена проблеме изучения происхождения нашей Вселенной. В данной работе рассматриваются теория Большого Взрыва, а так же первые мгновения жизни Вселенной.

Использованы труды российских и иностранных учёных, а так же новейшие астрономические безавторские материалы, полученные по сети Internet.

Аннотация 2

Введение 4

А бал ли Большой Взрыв? 5

Реликтовое излучение 6

Сценарий далекого прошлого. 7

«Горячая Вселенная» 7

Большой Взрыв: самое начало 7

Большой Взрыв: продолжение 8

Эволюция вещества 9

а) Адронная эра. 11

б) Лептонная эра. 12

в) Фотонная эра или эра излучения. 12

г) Звездная эра. 14

«Итоги первых шагов Маленькой Вселенной» 15

Заключение 16

Словарь специальных терминов. 17

Список литературы 19

Введение

Исследованием Вселенной стал заниматься еще самый древний Человек. Небо было доступно для его обозрения – оно было для него интересным. Недаром астрономия – самая древняя из наук о природе – и, по сути, почти самая древняя наука вообще.

Не потерял интереса к изучению проблем космоса и Современный Человек. Но он смотрит уже немного глубже: ему не просто интересно что есть Вселенная сейчас – он жаждет знаний о том

что было когда Вселенная рождалась?

рождалась ли она Вообще или она глобально стационарна?

как давно это было и как происходило?

Для поиска ответа на все эти Непростые ответы была отведена специальная ниша в астрономии – космология.

Космология 1 - это физическое учение 2 о Вселенной как в целом, включающее в себя теорию всего охваченного астрономическими наблюдениями мира как части Вселенной.

Космология попыталась дать ответы 3 на эти вопросы. Была создана теория Большого Взрыва, а так же теории, описывающие первые мгновения рождения Вселенной, ее появление и структуризаци..

Всё это позволяет нам понять сущность физических процессов, показывает источники, создающие современные законы физики, даёт возможность прогнозировать дальнейшую судьбу Вселенной.

Поэтому космология, как и любая другая наука живет и бурно развивается, принося все новые и новые фундаментальные знания об окружающем нас мире. Хотя и не так стремительно, как например, компьютерные технологии, и в большей мере за счет «альтернативных» теорий, но все-таки развивается.

Данная работа посвящена проблеме изучения происхождения нашей Вселенной: в ней рассматриваются теория Большого Взрыва, а так же первый мгновения жизни Вселенной.

А бал ли Большой Взрыв?

На этот вопрос современная наука дает совершенно определенный ответ: Большой Взрыв был! Вот что, например, написал по этому поводу академик Я.Б. Зельдович в 1983 г.: «Теория «Большого Взрыва» в настоящий момент не имеет сколько-нибудь заметных недостатков. Я бы даже сказал, что она столь же надежно установлена и верна, сколь верно то, что Земля вращается вокруг Солнца. Обе теории занимали центральное место в картине мироздания своего времени, и обе имели много противников, утверждавших, что новые идеи, заложенные в них, абсурдны и противоречат здравому смыслу. Но подобные выступления не в состоянии препятствовать успеху новых теорий» 4 .

На чем основана уверенность в справедливости теории «горячей Вселенной » 5 ? Неужели существуют совершенно неопровержимые свидетельства в её пользу?

Отвечая на все эти вопросы, заметим, что имеется ряд данных, которые не противоречат теории «горячей Вселенной». К их числу относятся, например, данные о возрасте небесных тел. Мы знаем, что возраст Солнечной системы близок к 4,6 млрд. лет. Менее точно известен возраст самых старых звезд. Скорее всего, он близок к возрасту нашей и других галактик. (10-15 млрд. лет). Следовательно, данные о возрасте небесных тел не противоречат данным о возрасте Метагалактики. Если бы, например, получилось, что время, прошедшее от Большого Взрыва меньше, чем возраст Земли, Солнца или Галактики, то это следовало бы рассматривать как факты, противоречащие космологическим моделям Фридмана и «горячей Вселенной».

Данные радиоастрономии свидетельствуют о том, что в прошлом далекие внегалактические радиоисточники излучали больше, чем сейчас. Следовательно, эти радиоисточники эволюционируют. Когда мы сейчас наблюдаем мощный радиоисточник, мы не должны забывать о том, что перед нами его далёкое прошлое (ведь сегодня радиотелескопы принимают волны, которые были излучены миллиарды лет назад). Тот факт, что радиогалактики и квазары эволюционируют, причем время их эволюции соизмеримо со временем существования Метагалактики, принято так же рассматривать в пользу теории Большого Взрыва.

Важное подтверждение «горячей Вселенной» следует из сравнения наблюдаемой распространенности химических элементов с тем соотношением между количеством гелия и водородв (около ¼ гелия и примерно ¾ водорода), которое возникло во время первичного термоядерного синтеза.

Реликтовое излучение

И все-таки главным подтверждением теории «горячей Вселенной» считается открытие реликтового излучения . Для космологии это открытие имело фундаментальное значение. В истории наблюдательной космологии открытие реликтового излучения, пожалуй, сопоставимо по значению с открытием расширения Метагалактики.

Что же это за излучение и как оно было открыто? При «отрыве» 6 излучения от вещества, когда температура в расширяющейся Вселенной была порядка 3000-4000 К, в холде последующего расширения Вселенной температура излучения падала, но его характер (спектр) сохранился до наших дней, напоминая о далекой молодости Метагалактики. Вот поэтому советский астрофизик И.С. Шкловский предложил называть это излучение реликтовым.

Таким образом, теория «горячей Вселенной» предсказывает существование реликтового излучения.

Еще в конце 40-х – начале 50-х гг. в работах Г.А. Гамова, а затем его учениеков Р. Альфера и Р. Германа содержались предполагаемые оценки температуры реликтового излучения (от 25 до 5 К). В 1964 г. советские астрофизики И.Д. Новиков и А.Г. Дорошкевич впервые выполнили более конкретные расчеты. Они сравнили интенсивность других источников (звезды, межзвездная пыль, галактики и т.д.) в сантиметровом диапазоне длин волн. Примерно в это же время группа американских ученых во главе с Р. Дикке уже приступила к попыткам обнаружить реликтовое излучение, но их опередили А. Пензиас и Р. Вильсон, получившие в 1978 г. Нобелевскую Премию за открытие космического микроволнового фона (такового официальное название реликтового излучения) на волне 7,35 см.

В отличие от группы Р. Дикке, будущие лауреаты Нобелевской премии не искали реликтовое излучение, а в основном занимались отладкой радиоантенны для работ по программе спутниковой связи: во время наблюдений с июля 1964 г. по апрель 1965 г. они, а так же их коллеги, при различных положениях антенны, регистрировали космическое излучение,. Природа которого им была неясна – этим излучением как раз и оказалось реликтовое излучение.

Сценарий далекого прошлого.

Итак, нас будет интересовать эпоха, которая отделена от нынешней на 13 – 20 млрд. лет (20 млрд. лет вычислено в соответствии с теорией «открытого мира», 13 млрд. лет – в соответствии с теорией «открытого мира»). Поскольку всё это время наша Вселенная расширялась и плотность ее непрерывно уменьшалась, в прошлом плотность должна была быть очень большой.

Из теории Фридамана следует, что в прошлом плотность могла быть бесконечно большой (на самом деле существует некий предел значения плотности ( 10 97 кг/м 3). А с начала рассматриваемой нами андронной эры Большого Взрыва Вселенной она не превышает плотности атомного ядра ( 10 17 кг/м 3).

Нам необходимо так же определиться и с другими параметрами, из которых, пожалуй, самым важным, является температура. Вопрос о том, холодной или горячей была материя в ту отдаленную от нас эпоху, долгое время оставался спорным. Приводились доводы в пользу обоих состояний. Решающее доказательство того, что Вселенная была горячей, удалось получить лишь в середине 1960-х.

В настоящее время большинство космологов считает, что в начале расширения Вселенной материя была не только очень плотной, но и очень горячей. А теория, рассматривающая физические процессы, происходившие на ранних стадиях расширения Вселенной, начиная с первой секунды после «начала», получила название теории «горячей Вселенной».

«Горячая Вселенная»

Согласно этой теории, ранняя Вселенная напоминала гигантский ускоритель «элементарных» частиц. Слово «элементарных» взято в кавычки, так каакнаши представления о составных частях материи быстро изменяются. Если раньше к числу элементарных частиц уверенно от носили нейтроны и протоны, то сейчас эти частицы относят к числу составных, построенных из кварков.

Большой Взрыв: самое начало

Началом работы Вселенского ускорителя был Большой Взрыв. Этот термин очень часто применяют сегодня космологи. Наблюдаемый разлет галактик 7 и скопления галактик – следствие Большого взрыва. Однако, Большой Взрыв, который академик Я.Б. Зельдович назвал астрономическим, качественно отличается от каких-либо химических взрывов.

У обоих взрывов есть черты сходства: например, в обоих случаях вещество после взрыва охлаждается при расширении, падает и его плотность. Но есть и существенные отличия. Главное из них заключается в том, что химический взрыв обусловлен разностью давлений во взрывающемся веществе и давлением в окружающей среде (воздухе). Эта разность давлений создает силу, которая сообщает ускорение частицам заряда взрывчатого вещества.

В астрономическом взрыве подобной разности давлений не существует. В отличие от химического астрономический взрыв не начался из определенного центра (и потом стал распространяться на все бо льшие области пространства), а произошел сразу во всем существовавшем тогда пространстве. Представить себе это очень трудно, тем более, что «все пространство» могло быть в начале взрыва конечным (в случае замкнутого мира) и бесконечным (в случае открытого мира)…

Пока мало что известно, что происходило в первую секунду после начала расширения, и еще меньше о том, что было до начала расширения. Но, к счастью, это незнание не явилось помехой для очень детальной разработки теории «горячей Вселенной» и сценарий, к рассмотрению которого мы сейчас переходим, основан не на умозрительных рассуждениях, а на строгих расчетах.

Итак, в результате Большого взрыва 13-20 млрд. лет назад начал действовать уникальный ускоритель частиц, в ходе работы которого непрерывно и стремительно сменяли друг друга процессы рождения и гибели (аннигиляции) разнообразных частиц. Как мы увидим в следующих главах, эти процессы во многом определили всю последующую эволюцию Вселенной, нынешний облик нашей Вселенной и создал необходимые предпосылки для возникновения и развития жизни.

Большой Взрыв: продолжение

Итак, мы выяснили, что Вселенная постоянно расширяется; тот момент с которого Вселенная начала расширятся, принято считать ее началом; тогда началась первая и полная драматизма эра в истории вселенной, ее называют “Большим Взрывом ” или английским термином Big Bang.

Что же такое – расширение Вселенной на более низком, конкретном уровне?

Под расширением Вселенной подразумевается такой процесс, когда то же самое количество элементарных частиц и фотонов занимают постоянно возрастающий объём.

Итак, кратко изложим все те умозаключения о возможных параметрах Вселенной на стадии Большого Взрыва, к которым мы пришли.

Средняя плотность Вселенной в результате расширения постепенно понижается . Из этого следует , что в прошлом плотность Вселенной была больше , чем в настоящее время. Можно предположить, что в глубокой древности (примерно десять миллиардов лет назад) плотность Вселенной была очень большой.

Кроме того высокой должна была быть и температура 8 , настолько высокой, что плотность излучения превышала плотность вещества . Иначе говоря энергия всех фотонов содержащихся в 1 куб. см была больше суммы общей энергии частиц, содержащихся в 1 куб. см. На самом раннем этапе, в первые мгновения “Большого Взрыва ” вся материя была сильно раскаленной и густой смесью частиц, античастиц и высокоэнергичных гамма-фотонов. Частицы при столкновении с соответствующими античастицами аннигилировали, но возникающие гамма-фотоны моментально материализовались в частицы и античастицы.

Подробный анализ показывает, что температура вещества Т понижалась во времени в соответствии с простым соотношением:

Зависимость температуры Т от времени t дает нам возможность определить, что например, в момент, когда возраст Вселенной исчислялся всего одной десятитысячной секунды, её температура представляла один биллион Кельвинов.

Эволюция вещества

Температура раскаленной плотной материи на начальном этапе Вселенной со временем понижалась, что и отражается в соотношении. Это значит, что понижалась средняя кинетическая энергия частиц kT . Согласно соотношению h  kT понижалась и энергия фотонов. Это возможно лишь в том случае, если уменьшится их частота  Понижение энергии фотонов во времени имело для возникновения частиц и античастиц путем материализации важные последствия. Для того чтобы фотон превратился (материализовался) в частицу и античастицу с массой m o и энергией покоя m o c   ему необходимо обладать энергией 2 m o c  или большей. Эта зависимость выражается так:

Со временем энергия фотонов понижалась, и как только она упала ниже произведения энергии частицы и античастицы (2m o c ), фотоны уже не способны были обеспечить возникновение частиц и античастиц с массой m o . Так, например, фотон, обладающий энергией меньшей, чем 2*938 Мэв, не способен материализоваться в протон и антипротон, потому что энергия покоя протона равна 938 мэв.

В предыдущем соотношении можно заменить энергию фотонов h  кинетической энергией частиц kT ,

Знак неравенства означает следующее: частицы и соответствующие им античастицы возникали при материализации в раскаленном веществе до тех пор, пока температура вещества T не упала ниже указанного значения.

На начальном этапе расширения Вселенной из фотонов рождались частицы и античастицы 9 . Этот процесс постоянно ослабевал, что привело к вымиранию частиц и античастиц. Поскольку аннигиляция 10 может происходить при любой температуре, постоянно осуществляется процесс

частица + античастица    гамма-фотона

при условии соприкосновения вещества с антивеществом. Процесс материализации

гамма-фотон   частица + античастица

мог протекать лишь при достаточно высокой температуре. Согласно тому, как материализация в результате понижающейся температуры раскаленного вещества приостановилась,

эволюцию Вселенной принято разделять на четыре эры: адронную, лептонную, фотонную и звездную .

а) Адронная эра.

Длилась примерно от 11 t=10 -6 до t=10 -4 . Плотность порядка 10 17 кг/м 3 при T=10 12 …10 13 .

При очень высоких температурах и плотности в самом начале существования Вселенной материя состояла из элементарных частиц. Вещество на самом раннем этапе состояло прежде всего из адронов, и поэтому ранняя эра эволюции Вселенной называется адронной, несмотря на то, что в то время существовали и лептоны.

Через миллионную долю секунды с момента рождения Вселенной, температура T упала на 10 биллионов Кельвинов(10  K . Средняя кинетическая энергия частиц kT и фотонов h  составляла около миллиарда эв (10  Мэвчто соответствует энергии покоя барионов.

В первую миллионную долю секунды эволюции Вселенной происходила материализация всех барионов неограниченно, так же, как и аннигиляция. Но по прошествии этого времени материализация барионов прекратилась, так как при температуре ниже 10  K фотоны не обладали уже достаточной энергией для ее осуществления. Процесс аннигиляции барионов и антибарионов продолжался до тех пор, пока давление излучения не отделило вещество от антивещества. Нестабильные гипероны (самые тяжелые из барионов) в процессе самопроизвольного распада превратились в самые легкие из барионов (протоны и нейтроны). Так во вселенной исчезла самая большая группа барионов - гипероны. Нейтроны могли дальше распадаться в протоны, которые далее не распадались, иначе бы нарушился закон сохранения барионного заряда. Распад гиперонов происходил на этапе с 10  до 10  секунды.

К моменту, когда возраст Вселенной достиг одной десятитысячной секунды (10  с.), температура ее понизилась до 10  K , а энергия частиц и фотонов представляла лишь 100 Мэв. Ее не хватало уже для возникновения самых легких адронов - пионов. Пионы, существовавшие ранее, распадались, а новые не могли возникнуть. Это означает, что к тому моменту, когда возраст Вселенной достиг 10  с., в ней исчезли все мезоны.

На этом и кончается адронная эра, потому что пионы являются не только самыми легкими мезонами, но и легчайшими адронами. Никогда после этого сильное взаимодействие (ядерная сила) не проявлялась во Вселенной в такой мере, как в адронную эру, длившуюся всего лишь одну десятитысячную долю секунды.

б) Лептонная эра.

Длилась примерно от 12 t=10 -4 до t=10 1 . К концу эры плотность порядка 10 7 кг/м 3 при T=10 9 .

Когда энергия частиц и фотонов понизилась в пределах от 100 Мэв до 1 Мэв в веществе было много лептонов. Температура была достаточно высокой, чтобы обеспечить интенсивное возникновение электронов, позитронов и нейтрино. Барионы (протоны и нейтроны), пережившие адронную эру, стали по сравнению с лептонами и фотонами встречаться гораздо реже.

Лептонная эра начинается с распада последних адронов - пионов - в мюоны и мюонное нейтрино, а кончается через несколько секунд при температуре 10  K, когда энергия фотонов уменьшилась до 1 Мэв и материализация электронов и позитронов прекратилась. Во время этого этапа начинается независимое существование электронного и мюонного нейтрино, которые мы называем “реликтовыми ”.

Всё пространство Вселенной наполнилось огромным количеством реликтовых электронных и мюонных нейтрино. Возникает нейтринное море.

в) Фотонная эра или эра излучения.

Длилась примерно от 13 t=10 -6 до t=10 -4 . Плотность порядка 10 17 кг/м 3 при T=10 12 …10 13 .

На смену лептонной эры пришла эра излучения, как только температура Вселенной понизилась до 10  K , а энергия гамма фотонов достигла 1 Мэв, произошла только аннигиляция электронов и позитронов. Новые электронно-позитронные пары не могли возникать вследствие материализации, потому, что фотоны не обладали достаточной энергией. Но аннигиляция электронов и позитронов продолжалась дальше, пока давление излучения полностью не отделило вещество от антивещества.

Со времени адронной и лептонной эры Вселенная была заполнена фотонами. К концу лептонной эры фотонов было в два миллиарда раз больше, чем протонов и электронов. Важнейшей составной Вселенной после лептонной эры становятся фотоны, причем не только по количеству, но и по энергии.

Для того чтобы можно было сравнивать роль частиц и фотонов во Вселенной, была введена величина плотности энергии. Это количество энергии в 1 куб.см, точнее, среднее количество (исходя из предпосылки, что вещество во Вселенной распределено равномерно). Если сложить вместе энергию h  всех фотонов, присутствующих в 1 куб.см, то мы получим плотность энергии излучения E r . Сумма энергии покоя всех частиц в 1 куб.см является средней энергией вещества E m во Вселенной.

Вследствие расширения Вселенной понижалась плотность энергии фотонов и частиц . С увеличением расстояния во Вселенной в два раза , объём увеличился в восемь раз . Иными словами, плотность частиц и фотонов понизилась в восемь раз. Но фотоны в процессе расширения ведут себя иначе, чем частицы. В то время как энергия покоя во время расширения Вселенной не меняется, энергия фотонов при расширении уменьшается. Фотоны понижают свою частоту колебания, словно “устают” со временем. Вследствие этого плотность энергии фотонов (E r ) падает быстрее, чем плотность энергии частиц (E m ).

Преобладание во вселенной фотонной составной над составной частиц (имеется в виду плотность энергии) на протяжении эры излучения уменьшалось до тех пор, пока не исчезло полностью. К этому моменту обе составные пришли в равновесие (то есть E r = E m ). Кончается эра излучения и вместе с этим период “Большого Взрыва”. Так выглядела Вселенная в возрасте примерно 300 000 лет. Расстояния в тот период были в тысячу раз короче, чем в настоящее время.

“Большой взрыв” продолжался сравнительно недолго, всего лишь одну тридцатитысячную нынешнего возраста Вселенной. Несмотря на краткость срока, это всё же была самая славная эра Вселенной. Никогда после этого эволюция Вселенной не была столь стремительна, как в самом её начале, во время “большого взрыва”. Все события во Вселенной в тот период касались свободных элементарных частиц, их превращений, рождения, распада, аннигиляции.

Не следует забывать, что в столь короткое время (всего лишь несколько секунд ) из богатого разнообразия видов элементарных частиц исчезли почти все : одни путем аннигиляции (превращение в гамма-фотоны), иные путем распада на самые легкие барионы (протоны) и на самые легкие заряженные лептоны (электроны).

г) Звездная эра.

После “Большого Взрыва ” наступила продолжительная эра вещества, эпоха преобладания частиц. Мы называем её звездной эрой. Она продолжается со времени завершения “Большого Взрыва ” (приблизительно 300 000 лет) до наших дней. По сравнению с периодом “Большого Взрыва ” её развитие представляется как будто слишком замедленным. Это происходит по причине низкой плотности и температуры.

Таким образом, эволюцию Вселенной можно сравнить с фейерверком, который окончился. Остались горящие искры, пепел и дым. Мы стоим на остывшем пепле, вглядываемся в стареющие звезды и вспоминаем красоту и блеск Вселенной. Взрыв суперновой или гигантский взрыв галактики - ничтожные явления в сравнении с большим взрывом.

«Итоги первых шагов Маленькой Вселенной» 14

Согласно гипотезе «горячей Вселенной» расширение Метагалактики началось от состояния материи, характеризующегося чрезвычайно высокой плотностью и температурой, с «Большого Взрыва».

В пользу этой гипотезы свидетельствует

реликтовое излучение;

закон Хаббла, основанный на эффекте Доплера;

характер распространения химических элементов во Вселенной.

На ранних стадиях расширения Метагалактики в ходе реакций, происходивших между «элементарными» частицами, образовались ядра атомов водорода и гелия.

Более тяжелые химические элементы появились позже, как продукты ядерных реакций, происходивших в недрах звезд.

Эти элементы рассеивались в пространстве (например, в результате взрыва сверхновых), и из них постепенно возникали новые тела: звезды и планеты.

Будущее нашей Вселенной зависит от ее критической плотности . То есть от ее фактического определения. А здесь главная проблема состоит в том, есть ли на самом деле огромные массы какого-либо скрытого вещества Замедление расширения пропорционально плотности Вселенной.

Возможна ситуация, когда при сегодняшней скорости расширения плотность вещества Вселенной достаточно мала и замедление мало . Тогда расширение будет протекать неограниченно . Но возможно, что плотность достаточно велика , а значит велико замедление расширения . В результате расширение прекратится и заменится сжатием .

Заключение

Хотя академик Я.Б. Зельдович не сомневался в правильности теории «Большого взрыва», и в его пользу говорят, как это было уже упомянуто выше: реликтовое излучение; закон Хаббла, основанный на эффекте Доплера; характер распространения химических элементов во Вселенной – автор данной работы всё же оставляет за собой право немного скептически относиться к данной теории.

Во-первых , теория не дает ответа на следующие вопросы:

Что заставило вещество Вселенной расширяться?

Что происходило до начала расширения, до момента сингулярнгости?

Конечны ли пространство и масса? Откуда они берутся.

Во-вторых , несмотря на то, что теория «Большого Взрыва» основывается на ОТО, допускается разбегание некоторых частиц со скоростями, в несколько раз превышающими скорость света. Так же в теории указываются ограничения на возможную плотность вещества (не более 10 97), хотя с другой стороны выдвигается гипотеза о первоначальной точечности Вселенной, а следовательно и все-таки о бесконечной плотности (т.к. масса бесконечна).

В-третьих, по нашему мнению, довольно абстрактно, альтернативно рассматриваются такие вопросы, плотно примыкающие к теории «Большого взрыва», как границы и открытость Вселенной, евклидова и неевклидова 15 модель Вселенной.

Наконец, не находят веского фактического подтверждения (хотя по теоретическим выкладкам все получается хорошо и главное – «удобно») существование таких частиц как гипероны, мезоны.

То есть все методы анализа полученных данных, исследования, выдвижения гипотез осуществляются при довольно высокой степени допущений. Такая степень не позволительна для гипотезы, хотя может быть и подходит для столь глобальной теории.

Остается только верить ил надеяться, что космология когда-либо заполнит эти «белые дыры», сделает свои выводы обоснованными и по возможности фактически подтвержденными.

Кстати, о «белых дырах». Вероятнее всего, именно их изучение позволит нам узнать ответы на многие вопросы, потому что существует гипотеза: именно белые дыры являются кусками первозданной сингулярности, первозданного ядра расширения.

В этот направлении, по-видимому, и стоит ждать новых открытий в данной области, т.к. данный вопрос в целом является еще не полностью изученным и требует серьёзных исследований.

Словарь специальных терминов.

Адроны – общее название элементарных частиц (барионов, включая все резонансы и мезоны ), подверженных сильному взаимодействию (это взаимодействие ответственно за устойчивость атомных ядер).

Античастицы – электрические частицы, масса и спин которых точно равен массе и спину данной частицы, а электрический заряд, магнитный момент и другие подобные характеристики равны по величине и противоположны по знаку тем же характеристикам частицы. Характерным свойством таких пар (частица-античастица ) является их аннигиляция при столкновении и рождение их в процессах взаимодействия частиц высоких энергий.

Аннигиляция – превращение частиц и античестицц при их столкновении в другие частицы (например, протон + антипротон = n  – мезонов; электрон + позитрон = n Фотонов).

Барионы – «тяжёлые» элементарные частицы с массой меньше протона и спином, равным ½. К ним относят, например нуклоны (протоны и нейтроны), а так же много других частиц / см. кварки /.

Бозоны – большой класс элементарных частиц с целочисленным спином (например, фотоны со спином 1). К этому классу принадлежат мезоны , промежуточные векторные бозоны и др. частицы.

Векторные нуклоны – см. барионы.

Гамма-излучение – излучение, возникающее при торможении заряженных частиц большой энергии в веществе, аннигиляции пар и т.д.

Глюоны – гипотетические элементарные частицы (спин равен 1, масса покоя 0), обеспечивающие взаимодействие между кварками .

Лептоны – физически наиболее легкие элементарные частицы со спином ½, не имеющие барионного заряда, но обладающие лептонным зарядом; к лептонам относятся электрон, тяжелый лептон, позитрон, нейтрино, мюон , несущий электрический заряд и их античастицы.

Мезоны – нестабильные элементарные частицы с массами, промежуточными между массами протона и электрона (спин равен 0) /см. кварки/.

Мюон - нестабильные положительно и отрицательно заряженные элементарные частицы со спином ½ и массой ок. 207 электронных масс и временем жизни ~ 10 -6 с; относятся к лептонам .

Нейтрино – физически нестабильная нейтральная элементарная частица с массой, равной, по-видимому 0, и спином ½. Относится к лептонам. Возникает при бета-распаде атомных ядер и при распаде элементарных частиц; чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом.

Нейтроны – физически - электрически нейтральный элемент частицы с массой, почти равной массе протона и спином ½; входит в состав атомных ядер; в свободном состоянии нестабилен; время жизни 16 минут /см. барионы /.

Пионы - –мезоны – группа трех нестабильных элементарных частиц (адронов ) с нулевым спином и массой около 270 электронных масс; 2 пиона ( + и  -)несут элементарный заряд, третий ( 0) электрически нейтрален; являются переносчиками ядерных сил.

Протон - стабильная элементарная частица со спином ½ и массой в 1836 электронных масс (~10 -24 г), относящаяся к барионам; ядро легкого изотопа атома водорода (протия). Вместе с нейтронами протоны образуют все атомные ядра.

Электрон - стабильная отрицательно заряженная элементарная частица со спином ½ , массой ок. 9·10 -28 г и магнитным моментом, равным магнетону Бора; относится к лептонам и участвует в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях. Электрон один из основных структурных элементов вещества; электронные оболочки атомов определяют оптические, электрические, магнитные и химические свойства атомов и молекул, а также большинство свойств твердых тел.

Список литературы

Клечек Й. и Якеш П. Вселенная и земля. - Прага: Артия /изд. на рус. яз/, 1986.

Кесарев В.В. Эволюция вещества во вселенной. - М.: Атомиздат, 1989.

Левитан Е.П. Эволюционирующая Вселенная. – М.: Просвещение, 1993.

Новиков И.Д. Эволюция Вселенной – 3-е изд., переработанное. – М.: Наука, 1993.

www 1 ./sites/217000/217217.html

www 1 ./sites/217 . Ст. Бровченко Е.С. гр. Нтб... Процесс образования «черных дыр» во Вселенной . Ст. Вуколов А.В. гр. ...

Автореферат диссертации
хронологии Вселенной , в том смысле, что до "большого взрыва" Большой взрыв" модель
Предисловие (профессор сирил домб) введение день первый происхождение вселенной день второй образование солнечной системы
Автореферат диссертации
Детально рассматривает вопрос библейской хронологии , тщательно сравнивая различные... Вселенной , в том смысле, что до "большого взрыва" не существовало абсолютно ничего. "Большой взрыв" ... "повсеместно признанную ныне модель "прерывистого равновесия"".29 ...
БИБЛИОГРАФИЯ = Грин Б Элегантная Вселенная Суперструны скрытые размерности и поиски окончательной теории Пер с англ / Общ ред - М Едиториал УРСС 2004 - 288 с Грин Б Элегантная Вселенная - М Едиториал УРСС 2004 - 288 с
Книга
Затвор которой остается открытым, и вся хронология процесса регистрируется на одном фрагменте... можно действительно доверять теории Большого взрыва ? Проверка модели Большого взрыва Изучая Вселенную с помощью мощнейших телескопов, астрономы...

Категории

Выбор редакции