ब्रह्मांड वह सब कुछ है जो मौजूद है। सबसे छोटे धूल कणों और परमाणुओं से लेकर तारकीय दुनिया के पदार्थ के विशाल संचय तक और स्टार सिस्टम. इसलिए, यह कहना गलत नहीं होगा कि कोई भी विज्ञान, एक तरह से या कोई अन्य, ब्रह्मांड का अध्ययन करता है, अधिक सटीक रूप से, एक तरह से या इसके किसी अन्य पहलू का। अस्तित्व वैज्ञानिक अनुशासन, जिसके अध्ययन का उद्देश्य स्वयं ब्रह्मांड है। यह खगोल विज्ञान की एक विशेष शाखा है, तथाकथित ब्रह्मांड विज्ञान।

ब्रह्मांड विज्ञान संपूर्ण के सिद्धांत सहित संपूर्ण ब्रह्मांड का अध्ययन है खगोलीय अवलोकनब्रह्मांड के भागों के रूप में क्षेत्र।

विज्ञान के विकास के साथ, अधिक से अधिक खुलासा शारीरिक प्रक्रियाएंहमारे आस-पास की दुनिया में होने वाली, अधिकांश वैज्ञानिक धीरे-धीरे ब्रह्मांड की अनंतता के बारे में भौतिकवादी विचारों में चले गए। यहां बड़ा मूल्यवान I. न्यूटन (1643 - 1727) ने कानून की खोज की थी गुरुत्वाकर्षण 1687 में प्रकाशित हुआ। इस कानून के महत्वपूर्ण परिणामों में से एक यह दावा था कि परिमित ब्रह्मांडसीमित समय में इसके सभी पदार्थों को एक साथ एक एकल में खींचा जाना चाहिए बंद प्रणाली, जबकि में अनंत ब्रह्मांडगुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत पदार्थ कुछ सीमित मात्रा में (उस समय के विचारों के अनुसार - सितारों में) एकत्र किया जाता है, ब्रह्मांड को समान रूप से भरता है।

विकास के लिए महान मूल्य समकालीन विचारब्रह्मांड की संरचना और विकास के बारे में ए आइंस्टीन (1879 - 1955) द्वारा निर्मित सापेक्षता का एक सामान्य सिद्धांत है। यह न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत को सामान्य करता है: बड़ी जनताऔर गति प्रकाश की गति के बराबर है। वास्तव में, पदार्थ का एक विशाल द्रव्यमान आकाशगंगाओं में केंद्रित होता है, और दूर की आकाशगंगाओं और क्वासरों की गति प्रकाश की गति के बराबर होती है।

महत्वपूर्ण परिणामों में से एक सामान्य सिद्धांतसापेक्षता के बारे में निष्कर्ष है निरंतर आंदोलनब्रह्मांड में पदार्थ - ब्रह्मांड की गैर-स्थिरता। यह निष्कर्ष हमारी सदी के 20 के दशक में पहुंचा था सोवियत गणितज्ञए.ए. फ्रिडमैन (1888 - 1925)। उन्होंने दिखाया कि, पदार्थ के औसत घनत्व के आधार पर, ब्रह्मांड को या तो विस्तार करना चाहिए या अनुबंध करना चाहिए। ब्रह्मांड के विस्तार के साथ, आकाशगंगाओं की मंदी की गति उनसे दूरी के समानुपाती होनी चाहिए - हबल द्वारा आकाशगंगाओं के स्पेक्ट्रा में रेडशिफ्ट की खोज द्वारा पुष्टि की गई एक निष्कर्ष।

किसी पदार्थ के औसत घनत्व का क्रांतिक मान, जिस पर उसकी गति की प्रकृति निर्भर करती है,

जहां G गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है, और H=75 km/s*MPc हबल स्थिरांक है। स्थानापन्न वांछित मूल्य, हम प्राप्त करते हैं कि पदार्थ P k = 10 -29 g/cm 3 के औसत घनत्व का क्रांतिक मान।

यदि ब्रह्मांड में पदार्थ का औसत घनत्व महत्वपूर्ण घनत्व से अधिक है, तो भविष्य में ब्रह्मांड का विस्तारसंपीड़न द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा, और महत्वपूर्ण घनत्व के बराबर या उससे कम औसत घनत्व पर, विस्तार बंद नहीं होगा। एक बात स्पष्ट है, कि समय के साथ, विस्तार से पदार्थ के घनत्व में उल्लेखनीय कमी आई और विस्तार के एक निश्चित चरण में, आकाशगंगाएँ और तारे बनने लगे।

20 के दशक में। XX सदी बकाया सोवियत भौतिक विज्ञानीए.ए. फ्राइडमैनस्थापित किया कि सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के समीकरणों से यह निष्कर्ष निकलता है कि ब्रह्मांड अपरिवर्तित नहीं हो सकता है, इसे विकसित होना चाहिए। हमारी दुनिया को सिकुड़ना या विस्तार करना चाहिए। पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण से (चाहे वह कहीं भी हो: आखिरकार, दुनिया सजातीय है और प्रत्येक बिंदु पर सब कुछ उसी तरह होता है जैसे अन्य सभी), सभी दूर की वस्तुएं उससे दूर हो जाती हैं (या उससे संपर्क करें) उस के साथ और अधिक गतिजितना आगे वे स्थित हैं। यह ब्रह्मांड में पदार्थ के औसत घनत्व को बदल देता है। अवलोकनों में, ब्रह्मांड का विस्तार इस तथ्य में प्रकट होता है कि दूर की आकाशगंगाओं के स्पेक्ट्रा में, अवशोषण रेखाएं स्पेक्ट्रम के लाल पक्ष में स्थानांतरित हो जाती हैं। इसे रेडशिफ्ट कहते हैं।

रेडशिफ्ट आसानी से फोटोमेट्रिक विरोधाभास को हटा देता है। आखिरकार, अधिक से अधिक दूर की वस्तुओं की ओर जाने पर, तारे की चमक भी कम हो जाती है क्योंकि रेड शिफ्ट के कारण क्वांटम ऊर्जा कम हो जाती है। जब हटाने की गति प्रकाश की गति के करीब पहुंचती है, तो तारा अदृश्य हो जाता है।

फ्रीडमैन के सिद्धांत में, महत्वपूर्ण घनत्व नामक मात्रा प्रकट होती है; इसे हबल स्थिरांक के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

से = 3 एच 2/8π जी,

कहाँ पे एचहबल स्थिरांक है; जी- गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक।

अंतरिक्ष समय

सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत हमें हबल स्थिरांक को ब्रह्मांड की उत्पत्ति के बाद से बीते हुए समय के पारस्परिक के रूप में व्याख्या करने की अनुमति देता है:

एच = 1 / टी.

दरअसल, अगर हम समय के पैमाने पर पीछे जाते हैं, तो पता चलता है कि लगभग 15-20 अरब वर्षों तक ब्रह्मांड में शून्य आयाम और अनंत घनत्व था। ऐसी अवस्था को सामान्यतः विलक्षणता कहा जाता है। यह फ्रीडमैन मॉडल के सभी वेरिएंट में दिखाई देता है। यह स्पष्ट है कि सिद्धांत की प्रयोज्यता की सीमा यहीं है और इस मॉडल के ढांचे से परे जाना आवश्यक है। पर्याप्त रूप से कम समय के लिए क्वांटम प्रभाव(ओटीओ विशुद्ध रूप से शास्त्रीय सिद्धांत) निर्णायक बन जाते हैं।

यह फ्रीडमैन के सिद्धांत का अनुसरण करता है कि ब्रह्मांड के विकास के लिए विभिन्न परिदृश्य संभव हैं: असीमित विस्तार, संकुचन और विस्तार का विकल्प, और यहां तक ​​कि एक तुच्छ स्थिर अवस्था. इनमें से कौन सा परिदृश्य महसूस किया जाता है, यह ब्रह्मांड में विकास के प्रत्येक चरण में पदार्थ के महत्वपूर्ण और वास्तविक घनत्व के बीच के अनुपात पर निर्भर करता है। इन घनत्वों के मूल्यों का अनुमान लगाने के लिए, आइए पहले विचार करें कि खगोल भौतिकीविद ब्रह्मांड की संरचना की कल्पना कैसे करते हैं।

वर्तमान में यह माना जाता है कि ब्रह्मांड में पदार्थ तीन रूपों में मौजूद है: साधारण पदार्थ, पृष्ठभूमि विकिरणऔर तथाकथित "अंधेरा" पदार्थ। साधारण पदार्थ मुख्य रूप से तारों में केंद्रित होता है, जिनमें से अकेले हमारी आकाशगंगा में लगभग सौ अरब हैं। हमारी गैलेक्सी का आकार 15 किलोपारसेक (1 पारसेक = 30.8 x 1012 किमी) है। यह माना जाता है कि ब्रह्मांड में एक अरब अलग-अलग आकाशगंगाएँ हैं, जिनके बीच की औसत दूरी एक मेगापार्सेक के क्रम में है। ये आकाशगंगाएँ अत्यंत असमान रूप से बंटी हुई हैं, जिससे गुच्छों का निर्माण होता है। हालाँकि, अगर हम ब्रह्मांड को बहुत ही बड़े पैमाने पर, उदाहरण के लिए, इसे "कोशिकाओं" में "तोड़ना" जिसका रैखिक आकार 300 मेगापार्सेक से अधिक है, तो ब्रह्मांड की असमान संरचना अब नहीं देखी जाएगी। इस प्रकार, बहुत बड़े पैमाने पर, ब्रह्मांड सजातीय और समस्थानिक है। यहां, पदार्थ के इस तरह के एक समान वितरण के लिए, घनत्व rv की गणना की जा सकती है, जो ~ 3×10-31 g / cm3 है।

विकिरण को दूर करने के बराबर घनत्व rr ~ 5×10-34 g/cm3 है, जो rb से बहुत कम है और इसलिए, ब्रह्मांड में पदार्थ के कुल घनत्व की गणना करते समय इसे ध्यान में नहीं रखा जा सकता है।

आकाशगंगाओं के व्यवहार को देखते हुए, वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया कि आकाशगंगाओं के चमकदार, "दृश्यमान" पदार्थ के अलावा, उनके आस-पास की जगह में, जाहिरा तौर पर, पदार्थ के महत्वपूर्ण द्रव्यमान होते हैं जिन्हें सीधे नहीं देखा जा सकता है। ये "छिपे हुए" द्रव्यमान स्वयं को केवल गुरुत्वाकर्षण के रूप में प्रकट करते हैं, जो समूहों और समूहों में आकाशगंगाओं की गति को प्रभावित करता है। इन संकेतों के आधार पर, इस "अंधेरे" पदार्थ से जुड़े घनत्व आरटी का भी अनुमान लगाया जाता है, जो गणना के अनुसार, आरवी से लगभग 30 गुना अधिक होना चाहिए। जैसा कि निम्नलिखित से देखा जा सकता है, यह "अंधेरा" मामला है जो अंततः ब्रह्मांड के विकास के एक या दूसरे "परिदृश्य" के लिए "जिम्मेदार" है।

इसे सत्यापित करने के लिए, आइए हम पदार्थ के महत्वपूर्ण घनत्व का अनुमान लगाते हैं, जिससे शुरू होकर विकास के "स्पंदन" परिदृश्य को "नीरस" से बदल दिया जाता है। इस तरह का अनुमान, हालांकि मोटे तौर पर, के आधार पर किया जा सकता है शास्त्रीय यांत्रिकी, सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत को शामिल किए बिना। आधुनिक खगोल भौतिकी से हमें केवल हबल के नियम की आवश्यकता है।

आइए द्रव्यमान m वाली किसी आकाशगंगा की ऊर्जा की गणना करें, जो "पर्यवेक्षक" (चित्र 1.1) से L की दूरी पर स्थित है। इस आकाशगंगा की ऊर्जा E, गतिज ऊर्जा T = mv2/2 = mH2L2/2 और स्थितिज ऊर्जा U = - GMm / L का योग है, जो इससे संबंधित है गुरुत्वाकर्षण बातचीतत्रिज्या L की एक गेंद के अंदर स्थित द्रव्यमान M के साथ आकाशगंगा m (यह दिखाया जा सकता है कि गेंद के बाहर का पदार्थ योगदान नहीं करता है स्थितिज ऊर्जा) द्रव्यमान M को घनत्व r, M = 4pL3r/3 के रूप में व्यक्त करते हुए, और हबल नियम को ध्यान में रखते हुए, हम आकाशगंगा की ऊर्जा के लिए व्यंजक लिखते हैं:

ई \u003d टी - जी 4/3 अपराह्न v2 / एच 2 \u003d टी (1-जी 8pr / 3H2) (1.1)।

चित्र 1.1।

इस व्यंजक से यह देखा जा सकता है कि, घनत्व r के मान के आधार पर, ऊर्जा E धनात्मक (E > 0) या ऋणात्मक (E) हो सकती है।< 0). В первом случае рассматриваемая галактика обладает достаточной गतिज ऊर्जाकाबू पाना गुरुत्वाकर्षण आकर्षणमास एम और अनंत पर जाएं। यह ब्रह्मांड के असीमित नीरस विस्तार ("खुले" ब्रह्मांड मॉडल) से मेल खाती है।

दूसरे मामले में (ई< 0) расширение Вселенной в какой-то момент прекратится и сменится сжатием (модель "замкнутой" Вселенной). Критическое значение плотности соответствует условию Е = 0, так что из (1.1) получаем:

आरके = 3Н2 / 8pG (1.2)।

इस अभिव्यक्ति में प्रतिस्थापित करना ज्ञात मूल्य H = 15 ((किमी/से)/106 प्रकाश वर्ष) और G = 6.67×10-11 m3/kg s2, हम क्रांतिक घनत्व rk ~ 10-29 g/cm3 का मान प्राप्त करते हैं। इस प्रकार, यदि ब्रह्मांड में घनत्व rv ~ 3 × 10-31 g/cm3 के साथ केवल साधारण "दृश्यमान" पदार्थ होता है, तो इसका भविष्य असीमित विस्तार से जुड़ा होगा। हालांकि, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, घनत्व rt> rv के साथ "अंधेरे" पदार्थ की उपस्थिति ब्रह्मांड के एक स्पंदनात्मक विकास को जन्म दे सकती है, जब विस्तार की अवधि को संकुचन (पतन) की अवधि से बदल दिया जाता है (चित्र 1.2)। सच है, में हाल के समय मेंवैज्ञानिक तेजी से इस निष्कर्ष पर पहुंच रहे हैं कि ब्रह्मांड में "अंधेरे" ऊर्जा सहित सभी पदार्थों का घनत्व, महत्वपूर्ण के बराबर है। ऐसा क्यों है? इस सवाल का अभी कोई जवाब नहीं है।

चित्र.1.2.

अवधारणा के केंद्र में महा विस्फोटयह धारणा निहित है कि ब्रह्मांड के विकास की शुरुआत (t = 0) एक अनंत घनत्व r = के साथ एक राज्य से मेल खाती है ( एकवचन अवस्थाब्रह्मांड) 1. इस क्षण से, ब्रह्मांड का विस्तार होता है, और इसका औसत घनत्व r कानून के अनुसार समय के साथ घटता जाता है:

आर ~ 1 / जी टी 2 (1.3)

जहां G गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक 3 है।

बिग बैंग सिद्धांत का दूसरा अभिधारणा निर्णायक भूमिका की मान्यता है प्रकाश विकिरणविस्तार4 की शुरुआत में हुई प्रक्रियाओं पर। ऐसे विकिरण का ऊर्जा घनत्व e, एक ओर, तापमान T . से संबंधित होता है प्रसिद्ध सूत्रस्टीफन-बोल्ट्ज़मैन:

जहां s = 7.6 10-16 J/m3deg4 स्टीफन-बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक है, और दूसरी ओर, द्रव्यमान घनत्व r के साथ:

आर = ई / с2 = sТ4/с2 (1.5)

जहाँ c प्रकाश की गति है।

(1.6) को (1.4) में बदलना, खाते में लेना संख्यात्मक मूल्यजी और एस हमें मिलता है:

टी ~ 1010 टी-1/2 (1.6)

जहां समय सेकंड में है और तापमान केल्विन में है।

बहुत उच्च तापमान(टी > 1013 के, टी< 10-6 с) Вселенная была абсолютно непохожа на то, что мы видим сегодня. В той Вселенной не было ни галактик, ни звезд, ни атомов... Как в "кипящем котле" в ней непрерывно рождались и исчезали кварки, лептоны и кванты मौलिक बातचीत, सबसे पहले, फोटॉन (जी)। दो फोटॉनों की टक्कर में, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉन (ई-) - पॉज़िट्रॉन (ई +) का एक जोड़ा पैदा हो सकता है, जो लगभग तुरंत नष्ट (स्व-विनाश) हो जाता है, फिर से प्रकाश क्वांटा को जन्म देता है:

जी + जी "ई- + ई + (1.7)

एक इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन जोड़ी के विनाश से अन्य कण-एंटीपार्टिकल जोड़े का जन्म हो सकता है, उदाहरण के लिए, न्यूट्रिनो (एन) और एंटीन्यूट्रिनो (एन)

ई- + ई+ "एन + `एन (1.8)

एक जैसा प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएंविशेष रूप से, न्यूक्लियंस (प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और उनके एंटीपार्टिकल्स) में हैड्रोन की भागीदारी के साथ भी किए गए थे।

हालांकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि फोटॉन की टक्कर में एक कण-एंटीपार्टिकल जोड़ी का निर्माण तभी संभव है जब फोटॉन ऊर्जा Wg उत्पन्न कणों की बाकी ऊर्जा W0 = m0c2 से अधिक हो। औसत ऊर्जाथर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति में फोटॉन तापमान द्वारा निर्धारित किया जाता है:

जहां k बोल्ट्जमान नियतांक है।

इसलिए, फोटॉनों को शामिल करने वाली प्रक्रियाओं की प्रतिवर्ती प्रकृति केवल तापमान से अधिक तापमान पर हुई निश्चित मूल्यप्रत्येक प्रकार के लिए प्राथमिक कणटी~एम0सी2/के.

उदाहरण के लिए, न्यूक्लियॉन के लिए, m0c2 ~ 1010 eV, जिसका अर्थ है Tnucl ~ 1013 K. तो, T> Tnucleon पर, न्यूक्लियॉन-एंटीन्यूक्लियॉन जोड़े की निरंतर उपस्थिति और फोटॉन के उत्पादन के साथ उनका लगभग तात्कालिक विनाश हो सकता है और हो सकता है। लेकिन जैसे ही तापमान T, T न्यूक्लियॉन से कम हो जाता है, न्यूक्लियॉन और एंटीन्यूक्लियॉन बहुत ही के लिए हो जाते हैं थोडा समयप्रकाश में गायब हो गया। और अगर सभी न्यूक्लियंस और एंटीन्यूक्लिओन्स के लिए यही स्थिति होती, तो ब्रह्मांड स्थिर हैड्रॉन के बिना रह जाता, जिसका अर्थ है कि ऐसा कोई पदार्थ नहीं होगा जिससे आकाशगंगा, तारे और अन्य बाद में बने हों। अंतरिक्ष वस्तुएं. लेकिन यह पता चला है कि औसतन हर अरब न्यूक्लियॉन-एंटीन्यूक्लिऑन जोड़े के लिए एक (!) "अतिरिक्त" कण था। यह इन "अतिरिक्त" न्यूक्लियंस से है कि हमारे ब्रह्मांड का पदार्थ बनाया गया है।

इलेक्ट्रॉनों और पॉज़िट्रॉन के विनाश की एक समान प्रक्रिया बाद में t ~ 1 s पर हुई, जब ब्रह्मांड का तापमान ~ 1010 K तक गिर गया और फोटॉन ऊर्जा इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन जोड़े का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त नहीं थी। नतीजतन, ब्रह्मांड में अपेक्षाकृत कम संख्या में इलेक्ट्रॉन बने रहे - सकारात्मक के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए पर्याप्त आवेश"अतिरिक्त" प्रोटॉन।

कुछ समय के लिए वैश्विक आत्म-विनाश के बाद शेष प्रोटॉन और न्यूट्रॉन प्रतिक्रिया सूत्रों के अनुसार एक दूसरे में उलटे रूप से पारित हो गए:

पी + ई-" एन + `एन;

पी + एन "एन + ई +।

और यहाँ निर्णायक भूमिका निभाई गई थोड़ा अंतरप्रोटॉन और न्यूट्रॉन के बाकी द्रव्यमान, जो अंत में, इस तथ्य को जन्म देते हैं कि न्यूट्रॉन और प्रोटॉन की सांद्रता अलग-अलग निकली। सिद्धांत कहता है कि पांचवें मिनट के अंत तक, प्रत्येक सौ प्रोटॉन के लिए लगभग 15 न्यूट्रॉन थे। यह इस समय था कि ब्रह्मांड का तापमान ~ 1010 K तक गिर गया, और स्थिर नाभिक, मुख्य रूप से हाइड्रोजन (H) और हीलियम (He) के गठन के लिए स्थितियां बनाई गईं। यदि हम अन्य तत्वों के नाभिक की उपेक्षा करते हैं (और तब वे वास्तव में लगभग उत्पन्न नहीं हुए थे), तो, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के उपरोक्त अनुपात को ध्यान में रखते हुए, ~ 70% हाइड्रोजन नाभिक और ~ 30% हीलियम नाभिक का गठन किया जाना चाहिए था ब्रह्माण्ड। यह इन तत्वों का अनुपात है जो अंतरिक्ष माध्यम में और पहली पीढ़ी के सितारों में देखा जाता है, इस प्रकार बिग बैंग की अवधारणा की पुष्टि करता है।

लंबे समय तक (लगभग दस लाख वर्ष) एच और हे नाभिक के गठन के बाद, ब्रह्मांड में ध्यान देने योग्य लगभग कुछ भी नहीं हुआ। नाभिक के लिए इलेक्ट्रॉनों को पकड़ने के लिए यह अभी भी काफी गर्म था, क्योंकि फोटॉन ने तुरंत उन्हें फटकारा। इसलिए, इस अवधि के दौरान ब्रह्मांड की स्थिति को फोटॉन प्लाज्मा कहा जाता है।

यह तब तक जारी रहा जब तक तापमान ~ 4000 K तक गिर नहीं गया, जो कि ~ 1013 s या बिग बैंग के लगभग दस लाख साल बाद हुआ। इस तापमान पर, हाइड्रोजन और हीलियम नाभिक इलेक्ट्रॉनों को गहन रूप से पकड़ना शुरू कर देते हैं और स्थिर नाभिक में बदल जाते हैं। तटस्थ परमाणु(फोटॉन ऊर्जा अब इन परमाणुओं को तोड़ने के लिए पर्याप्त नहीं है)। खगोल भौतिकीविद इस प्रक्रिया को पुनर्संयोजन कहते हैं।

केवल इसी क्षण से ब्रह्मांड का पदार्थ विकिरण के लिए पारदर्शी हो जाता है और थक्कों के निर्माण के लिए उपयुक्त हो जाता है, जिससे बाद में आकाशगंगाएँ निकलीं। विकिरण, जिसे अवशेष कहा जाता है, ने तब से एक स्वतंत्र अस्तित्व का नेतृत्व किया है, जो सभी दिशाओं में ब्रह्मांड के माध्यम से यात्रा कर रहा है। अब इस विकिरण का क्वांटा पृथ्वी पर हमारे पास आता है, जो एक बड़ी दूरी पर लगभग सीधी उड़ान भरता है, उत्पाद के बराबरप्रकाश की गति c उस समय tp जो पुनर्संयोजन के क्षण से गुजरी है: L = tp। लेकिन आखिरकार, ब्रह्मांड के विस्तार के परिणामस्वरूप, हम वास्तव में इन अवशेष विकिरण क्वांटा से v = НL ~ tр/t0 की गति से "भाग जाते हैं", जहां t0 = 1/Н वह समय है जो बीत चुका है। महा विस्फोट। और इसका मतलब यह है कि डॉपलर प्रभाव के कारण हमारे द्वारा प्राप्त राहत विकिरण की तरंग दैर्ध्य टी ~ 4000 K पर पुनर्संयोजन के समय की तुलना में कई (~ t0/tр) गुना अधिक होनी चाहिए। गणना से पता चलता है कि अवशेष पृथ्वी पर पंजीकृत विकिरण वैसा ही होना चाहिए जैसे कि यह तापमान T ~ 3 K1 तक गर्म किए गए शरीर द्वारा उत्सर्जित किया गया हो। यह वे गुण थे जो विकिरण के पास थे, जिसे 1965 में ए। पेनज़ियास और आर। विल्सन द्वारा दर्ज किया गया था।

स्मिरनोव ओ.जी., तकनीकी विज्ञान के उम्मीदवार

ब्रह्मांड में पदार्थ के महत्वपूर्ण घनत्व पर

ब्रह्मांड में पदार्थ के औसत घनत्व को निर्धारित करने की समस्याओं पर विचार किया जाता है।

1. गंभीर घनत्वब्रह्मांड में पदार्थ का अनुमान सूत्र द्वारा लगाया जाता है

जहां - एच हबल स्थिरांक है, ओ गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है।

आकाशगंगाओं और आकाशगंगाओं के समूहों में पदार्थ के द्रव्यमान का अनुमान देता है औसत घनत्व~ 10-27 किग्रा / एम 3। यह इस प्रकार है कि हम एक असीम रूप से विस्तारित ब्रह्मांड (!) के साथ काम कर रहे हैं। क्या ऐसा है?

2. पहली गलती यह है कि देखने योग्य ब्रह्मांड में सभी ब्रह्मांडीय पिंडों (तारों, आकाशगंगाओं, आकाशगंगाओं के समूह...) के बाहरी इलाके की तुलना में केंद्र में पदार्थ का घनत्व अधिक होता है। ब्रह्मांड में पदार्थ के वितरण से भी यही उम्मीद की जानी चाहिए। हम ब्रह्मांड के केवल एक छोटे से हिस्से का निरीक्षण करते हैं और बात करते हैं वर्दी वितरणब्रह्मांड में पदार्थ स्पष्ट रूप से गलत है।

में, गणना की गई, जिसके अनुसार हमारी आकाशगंगा ब्रह्मांड के बाहरी इलाके में स्थित है और हाल के अवलोकनों के अनुसार, की ओर बढ़ रही है एकल केंद्रके साथ साथ बड़े समूहअन्य आकाशगंगाएँ। यह आंदोलन सेंटोरस और पारस (अमेरिकी खगोल भौतिकीविदों के अनुसार) नक्षत्रों के बीच देखने योग्य ब्रह्मांड के बाहर स्थित एक विशाल वस्तु की दिशा में त्वरण के साथ होता है। हमारे संस्करण के अनुसार, यह ब्रह्मांड का मूल है। पूर्वगामी सुझाव देता है कि "अंधेरे ऊर्जा" की अवधारणा को पेश करने की कोई आवश्यकता नहीं है।

यह भी माना जाता है कि ब्रह्मांड के अंदर ऐसी प्रक्रियाएं होती हैं जो पदार्थ को लगातार गहराई से सीमाओं (विस्फोटक प्रक्रियाओं) और पीछे (आकाशगंगाओं की गति) तक ले जाने का कारण बनती हैं।

जहां टीवी, यव, जी - द्रव्यमान, त्रिज्या और ब्रह्मांड के केंद्र से दूरी।

ब्रह्मांड के बाहरी इलाके में (r=Jav)

पी (* वी) = -टीबी (3)

लेकिन हम सूत्र (1) में शामिल औसत घनत्व में रुचि रखते हैं।

वह बराबर है

इस प्रकार, ब्रह्मांड का औसत घनत्व इसके बाहरी इलाके की तुलना में तीन गुना अधिक है। ब्रह्मांड के बाहरी इलाके में होने के कारण, हम पदार्थ का एक छोटा सा हिस्सा आधे से देखते हैं, जो ब्रह्मांड के केंद्र की ओर बढ़ता है। अतः ब्रह्मांड में पदार्थ का औसत घनत्व 6 से कम नहीं होगा। 10-27 किग्रा/एम3.

3. यात्रा गति रिमोट अंतरिक्ष वस्तुएं(तारे, आकाशगंगा...) "रेडशिफ्ट" द्वारा निर्धारित होते हैं। बी, गैर-रैखिक क्वांटम भौतिकीसूत्र देता है जिसके अनुसार गति लगभग दोगुनी बड़ी होती है, जिसका अर्थ है कि द्रव्यमान चार गुना अधिक है (द्रव्यमान गति के वर्ग के समानुपाती होता है)। साथ ही, "की अवधारणा को पेश करने की आवश्यकता है" गहरे द्रव्य».

अब ब्रह्मांड में पदार्थ का औसत घनत्व ~ 6 4 "10" = 2.4 10-26 किग्रा/एम3 के बराबर लिया जाना चाहिए, जो कि महत्वपूर्ण घनत्व से 2.4 गुना अधिक है।

हम यहाँ आते हैं महत्वपूर्ण निष्कर्षकि अनंत विस्तार करने वाले ब्रह्मांड को विचार से बाहर रखा जाना चाहिए।

ब्रह्मांड के बाहरी इलाके में जाने वाला पदार्थ अपने तापमान को कम कर देता है परम शून्य, आकाशगंगाओं में बढ़ता है और ब्रह्मांड के केंद्र में वापस जाने लगता है।

आकाशगंगाओं का "पीछे हटना" केवल त्वरण के साथ एक केंद्र की ओर उनके आंदोलन की बात करता है, और हबल स्थिरांक वास्तव में 100 किमी/(एस-एमपीसी) से 50 किमी/(एस-एमपीसी) तक का एक चर है। कमी ब्रह्मांड के केंद्र की ओर है। व्युत्क्रम मान ब्रह्मांड के केंद्र में हमारी आकाशगंगा की गति की शुरुआत का समय देता है। यह न्यूनतम 9.75 अरब वर्ष (एच=100 किमी/(एस-एमपीसी)), या अधिकतम 13.9 अरब वर्ष (एच=70 किमी/(एस-एमपीसी)) है।

पूर्वगामी हमें उस गतिरोध से बाहर निकलने की अनुमति देता है जिसमें आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान प्रवेश कर चुका है।

साहित्य

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4. स्मिरनोव ओ.जी. अरेखीय भौतिकी। - एम .: स्पुतनिक + पब्लिशिंग हाउस, 2010. - 289 पी।

ब्रह्मांड की महत्वपूर्ण घनत्व- पदार्थ के घनत्व का मान in ब्रम्हांड, अभिव्यक्ति द्वारा परिभाषित कहाँ पे एच हबल स्थिरांक है (cf. हबल कानून), जीन्यूटन का गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है। ब्रह्मांड के सजातीय आइसोट्रोपिक मॉडल में (देखें ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल)साथ शून्य ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांकमूल्य r साथनाजुक है। बंद ब्रह्मांड के मॉडल को अलग करने वाला मान जहां r - वास्तविक cf. सभी प्रकार के पदार्थों का घनत्व) खुले ब्रह्मांड मॉडल से

यदि पदार्थ का गुरुत्वाकर्षण पर्याप्त मजबूत है, तो यह ब्रह्मांड के विस्तार को बहुत धीमा कर देता है, और भविष्य में इसके विस्तार को संकुचन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। 3डी स्पेसके लिए विचाराधीन मॉडलों में सकारात्मक है। वक्रता, बंद, इसका आयतन परिमित है।

जब गुरुत्वाकर्षण विस्तार को रोकने के लिए पर्याप्त नहीं है, और इन परिस्थितियों में ब्रह्मांड भविष्य में अनिश्चित काल तक फैलता है। माना मॉडल में त्रि-आयामी स्थान का नकारात्मक मूल्य है। वक्रता, इसकी मात्रा अनंत है (सरलतम टोपोलॉजी में)।

हबल स्थिरांक एच खगोलीय से ज्ञात माध्य के साथ अवलोकन। अनिश्चितता: एच - (50-100) किमी/(एस*एमपीसी)। इसलिए, K. p. V. r . के अर्थ में अनिश्चितता है सी\u003d (5 * 10 -30 -2 * 10 -29) जी / सेमी 3. दूसरी ओर, अवलोकनों से पता चलता है कि आकाशगंगाओं को बनाने वाले पदार्थ का औसत घनत्व स्पष्ट रूप से C.p.V से बहुत कम है। छिपे हुए जन। मात्रा