Ang uniberso ay lahat ng bagay na umiiral. Mula sa pinakamaliit na particle ng alikabok at mga atomo hanggang sa malalaking akumulasyon ng bagay ng mga stellar na mundo at mga sistema ng bituin. Samakatuwid, hindi magiging isang pagkakamali na sabihin na ang anumang agham, sa isang paraan o iba pa, ay nag-aaral sa Uniberso, nang mas tiyak, sa isang paraan o sa iba pang mga aspeto nito. Umiiral pang-agham na disiplina, ang object ng pag-aaral kung saan ay ang Uniberso mismo. Ito ay isang espesyal na sangay ng astronomiya, ang tinatawag na kosmolohiya.

Ang kosmolohiya ay ang pag-aaral ng uniberso sa kabuuan, kabilang ang teorya ng kabuuan mga obserbasyon sa astronomiya mga rehiyon bilang bahagi ng uniberso.

Sa pag-unlad ng agham, higit at higit na nagbubunyag mga pisikal na proseso na nagaganap sa mundo sa paligid natin, karamihan sa mga siyentipiko ay unti-unting lumipat sa materyalistikong mga ideya tungkol sa kawalang-hanggan ng uniberso. Dito malaking halaga nagkaroon ng pagtuklas ni I. Newton (1643 - 1727) ng batas grabidad na inilathala noong 1687. Isa sa mahahalagang bunga ng batas na ito ay ang paggigiit na sa may hangganang uniberso lahat ng sangkap nito sa isang limitadong yugto ng panahon ay dapat pagsama-samahin sa isang solong malapit na sistema, samantalang sa walang katapusang uniberso Ang bagay sa ilalim ng pagkilos ng grabidad ay nakolekta sa ilang limitadong dami (ayon sa mga ideya ng panahong iyon - sa mga bituin), pantay na pinupuno ang uniberso.

Malaking halaga para sa pag-unlad mga kontemporaryong ideya tungkol sa istraktura at pag-unlad ng uniberso ay may pangkalahatang teorya ng relativity, na nilikha ni A. Einstein (1879 - 1955). Isinasaalang-alang nito ang teorya ng grabidad ni Newton sa malalaking masa at bilis na maihahambing sa bilis ng liwanag. Sa katunayan, ang isang napakalaking masa ng bagay ay puro sa mga kalawakan, at ang bilis ng malalayong mga kalawakan at quasar ay maihahambing sa bilis ng liwanag.

Isa sa mga makabuluhang kahihinatnan pangkalahatang teorya relativity ay ang konklusyon tungkol sa tuloy-tuloy na paggalaw bagay sa uniberso - ang di-pagkakatatag ng uniberso. Ang konklusyong ito ay naabot noong 20s ng ating siglo Sobyet na matematiko A.A. Fridman (1888 - 1925). Ipinakita niya na, depende sa katamtamang densidad ng bagay, ang uniberso ay dapat na palawakin o kurutin. Sa pagpapalawak ng Uniberso, ang bilis ng pag-urong ng mga kalawakan ay dapat na proporsyonal sa distansya sa kanila - isang konklusyon na kinumpirma ng Hubble sa pamamagitan ng pagtuklas ng redshift sa spectra ng mga kalawakan.

Ang kritikal na halaga ng average na density ng isang sangkap, kung saan nakasalalay ang kalikasan ng paggalaw nito,

kung saan ang G ay ang gravitational constant, at ang H=75 km/s*Mpc ay ang Hubble constant. Pagpapalit ninanais na mga halaga, nakuha namin na ang kritikal na halaga ng average na density ng sangkap P k = 10 -29 g/cm 3 .

Kung ang average na density ng bagay sa Uniberso ay mas malaki kaysa sa kritikal, pagkatapos ay sa hinaharap pagpapalawak ng sansinukob ay papalitan ng compression, at sa isang average na density na katumbas o mas mababa kaysa sa kritikal, ang pagpapalawak ay hindi titigil. Ang isang bagay ay malinaw, na sa paglipas ng panahon, ang pagpapalawak ay humantong sa isang makabuluhang pagbaba sa density ng bagay, at sa isang tiyak na yugto ng pagpapalawak, ang mga kalawakan at mga bituin ay nagsimulang bumuo.

Noong 20s. Natitirang XX siglo Sobyet na pisiko A. A. Friedman itinatag na mula sa mga equation ng pangkalahatang teorya ng relativity ay sumusunod na ang Uniberso ay hindi maaaring hindi nagbabago, dapat itong umunlad. Ang ating mundo ay dapat lumiit o lumawak. Mula sa pananaw ng tagamasid (anuman siya naroroon: pagkatapos ng lahat, ang mundo ay homogenous at sa bawat punto ang lahat ay nangyayari sa parehong paraan tulad ng sa lahat ng iba pa), lahat ng malalayong bagay ay lumayo sa kanya (o lumapit sa kanya) kasama niyan mas bilis mas malayo ang kinalalagyan nila. Binabago nito ang average na density ng bagay sa uniberso. Sa mga obserbasyon, ang pagpapalawak ng Uniberso ay ipinakita sa katotohanan na sa spectra ng malalayong mga kalawakan, ang mga linya ng pagsipsip ay inililipat sa pulang bahagi ng spectrum. Ito ay tinatawag na redshift.

Madaling inalis ng Redshift ang photometric paradox. Pagkatapos ng lahat, kapag lumilipat sa higit pa at mas malayong mga bagay, ang liwanag ng bituin ay bumababa din dahil ang quantum energy ay bumababa dahil sa red shift. Kapag ang bilis ng pag-alis ay lumalapit sa bilis ng liwanag, ang bituin ay nagiging invisible.

Sa teorya ni Friedman, lumilitaw ang isang dami na tinatawag na critical density; maaari itong ipahayag sa mga tuntunin ng Hubble constant:

ρ hanggang = 3 H 2/8π G,

saan H ay ang Hubble constant; G- pare-pareho ang gravitational.

space-time

Ang pangkalahatang teorya ng relativity ay nagbibigay-daan sa atin na bigyang-kahulugan ang Hubble constant bilang ang kapalit ng panahon na lumipas mula noong likhain ang Uniberso:

H = 1 / T.

Sa katunayan, kung babalik tayo sa sukat ng oras, lumalabas na sa loob ng humigit-kumulang 15-20 bilyong taon ang Uniberso ay may zero na sukat at walang katapusang density. Ang ganitong estado ay karaniwang tinatawag na singularidad. Lumilitaw ito sa lahat ng variant ng Friedman model. Malinaw na dito nakasalalay ang limitasyon ng pagkakalapat ng teorya at kinakailangang lumampas sa balangkas ng modelong ito. Para sa sapat na maikling panahon quantum effects(OTO puro teoryang klasikal) maging mapagpasyahan.

Ito ay sumusunod mula sa teorya ni Friedman na ang iba't ibang mga senaryo para sa ebolusyon ng Uniberso ay posible: walang limitasyong pagpapalawak, paghahalili ng mga contraction at pagpapalawak, at kahit isang maliit na halaga. matatag na estado. Alin sa mga senaryo na ito ang naisasakatuparan ay depende sa ratio sa pagitan ng kritikal at aktwal na density ng bagay sa Uniberso sa bawat yugto ng ebolusyon. Upang matantya ang mga halaga ng mga densidad na ito, isaalang-alang muna natin kung paano iniisip ng mga astrophysicist ang istraktura ng Uniberso.

Sa kasalukuyan ay pinaniniwalaan na ang bagay sa uniberso ay umiiral sa tatlong anyo: ordinaryong bagay, background radiation at tinatawag na "madilim" na bagay. Ang ordinaryong bagay ay puro sa mga bituin, kung saan mayroong halos isang daang bilyon sa ating Galaxy lamang. Ang laki ng ating Galaxy ay 15 kiloparsecs (1 parsec = 30.8 x 1012 km). Ipinapalagay na sa Uniberso mayroong hanggang isang bilyong magkakaibang mga kalawakan, ang average na distansya sa pagitan nito ay nasa pagkakasunud-sunod ng isang megaparsec. Ang mga kalawakan na ito ay ipinamamahagi nang labis na hindi pantay, na bumubuo ng mga kumpol. Gayunpaman, kung isasaalang-alang natin ang Uniberso sa isang napaka malaking sukat, halimbawa, "paghihiwa" nito sa "mga cell" na may linear na laki na lampas sa 300 megaparsec, kung gayon ang hindi pantay na istraktura ng Uniberso ay hindi na mapapansin. Kaya, sa napakalaking kaliskis, ang uniberso ay homogenous at isotropic. Dito, para sa isang pare-parehong pamamahagi ng sangkap, maaaring kalkulahin ng isa ang density rv, na ~ 3 × 10-31 g / cm3.

Ang densidad na katumbas ng relict radiation ay rr ~ 5×10-34 g/cm3, na mas mababa sa rv at, samakatuwid, ay hindi maaaring isaalang-alang kapag kinakalkula ang kabuuang density ng bagay sa Uniberso.

Sa pagmamasid sa pag-uugali ng mga kalawakan, iminungkahi ng mga siyentipiko na bilang karagdagan sa maliwanag, "nakikita" na bagay ng mga kalawakan mismo, sa espasyo sa kanilang paligid ay may, tila, makabuluhang masa ng bagay na hindi direktang maobserbahan. Ang mga "nakatagong" masa na ito ay nagpapakita lamang ng kanilang sarili bilang gravity, na nakakaapekto sa paggalaw ng mga kalawakan sa mga grupo at kumpol. Batay sa mga palatandaang ito, ang density rt na nauugnay sa "madilim" na bagay na ito ay tinatantya din, na, ayon sa mga kalkulasyon, ay dapat na humigit-kumulang 30 beses na mas malaki kaysa sa rv. Tulad ng makikita sa mga sumusunod, ito ay "madilim" na bagay na sa huli ay "responsable" para sa isa o ibang "scenario" ng ebolusyon ng Uniberso 1.

Upang mapatunayan ito, tantyahin natin ang kritikal na densidad ng bagay, simula sa kung saan ang "pumuputok" na senaryo ng ebolusyon ay pinalitan ng isang "monotonous". Ang ganitong pagtatantya, bagaman medyo magaspang, ay maaaring gawin batay sa klasikal na mekanika, nang hindi kinasasangkutan ng pangkalahatang teorya ng relativity. Mula sa modernong astrophysics, kailangan lang natin ang batas ng Hubble.

Kalkulahin natin ang enerhiya ng ilang kalawakan na may mass m, na matatagpuan sa layo na L mula sa "tagamasid" (Larawan 1.1). Ang enerhiya E ng kalawakang ito ay ang kabuuan ng kinetic energy T = mv2/2 = mH2L2/2 at ang potensyal na enerhiya U = - GMm / L, na nauugnay sa pakikipag-ugnayan ng gravitational galaxy m na may matter ng mass M na matatagpuan sa loob ng bola na may radius L (maaari itong ipakita na ang matter sa labas ng bola ay hindi nakakatulong sa potensyal na enerhiya). Ang pagpapahayag ng mass M sa mga tuntunin ng density r, M = 4pL3r/3, at isinasaalang-alang ang batas ng Hubble, isinusulat namin ang expression para sa enerhiya ng kalawakan:

E \u003d T - G 4/3 pmr v2 / H2 \u003d T (1-G 8pr / 3H2) (1.1).

Fig.1.1.

Makikita mula sa expression na ito na, depende sa halaga ng density r, ang enerhiya E ay maaaring maging positibo (E > 0) o negatibo (E< 0). В первом случае рассматриваемая галактика обладает достаточной kinetic energy upang pagtagumpayan gravity attraction mass M at pumunta sa infinity. Ito ay tumutugma sa isang walang limitasyong monotonous na pagpapalawak ng Uniberso (ang "bukas" na modelo ng Uniberso).

Sa pangalawang kaso (E< 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:

rk = 3Н2 / 8pG (1.2).

Pagpapalit sa ekspresyong ito kilalang halaga H = 15 ((km/s)/106 light years) at G = 6.67×10-11 m3/kg s2, nakuha namin ang halaga ng critical density rk ~ 10-29 g/cm3. Kaya, kung ang Uniberso ay binubuo lamang ng ordinaryong "nakikita" na bagay na may density rv ~ 3 × 10-31 g/cm3, kung gayon ang hinaharap nito ay maiuugnay sa walang limitasyong pagpapalawak. Gayunpaman, tulad ng nabanggit sa itaas, ang pagkakaroon ng "madilim" na bagay na may density rt > rv ay maaaring humantong sa isang pulsating evolution ng Uniberso, kapag ang panahon ng pagpapalawak ay pinalitan ng isang panahon ng contraction (pagbagsak) (Fig. 1.2). Totoo, sa kamakailang mga panahon Ang mga siyentipiko ay lalong dumarating sa konklusyon na ang density ng lahat ng bagay sa uniberso, kabilang ang "madilim" na enerhiya, ay eksaktong katumbas ng kritikal. Bakit ganun? Wala pang sagot sa tanong na ito.

Fig.1.2.

Sa puso ng konsepto Big Bang namamalagi ang palagay na ang simula ng ebolusyon ng Uniberso (t = 0) ay tumutugma sa isang estado na may walang katapusang density r = Ґ ( iisang estado sansinukob) 1. Mula sa sandaling ito, ang Uniberso ay lumalawak2, at ang average na density nito r ay bumababa sa paglipas ng panahon ayon sa batas:

r ~ 1 / G t2 (1.3)

kung saan ang G ay ang gravitational constant 3 .

Ang pangalawang postulate ng Big Bang theory ay ang pagkilala sa mapagpasyang papel liwanag na radiation sa mga prosesong naganap sa simula ng pagpapalawak4. Ang density ng enerhiya ng naturang radiation, sa isang banda, ay nauugnay sa temperatura T sikat na formula Stefan-Boltzmann:

kung saan ang s = 7.6 10-16 J/m3deg4 ay ang Stefan-Boltzmann constant, at sa kabilang banda, na may mass density r:

r = e / с2 = sТ4/с2 (1.5)

kung saan ang c ay ang bilis ng liwanag.

Pinapalitan ang (1.6) sa (1.4), na isinasaalang-alang mga numerong halaga G at s nakukuha natin:

T ~ 1010 t-1/2 (1.6)

kung saan ang oras ay nasa segundo at ang temperatura ay nasa kelvins.

Sa napaka mataas na temperatura(T > 1013 K, t< 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 pangunahing pakikipag-ugnayan, una sa lahat, mga photon (g). Sa isang banggaan ng dalawang photon, halimbawa, ang isang pares ng electron (e-) - positron (e +) ay maaaring ipanganak, na halos agad-agad na nalipol (self-destructed), muling nagsilang ng light quanta:

g + g "e- + e+ (1.7)

Ang pagkawasak ng isang pares ng electron-positron ay maaaring humantong sa pagsilang ng iba pang mga pares ng particle-antiparticle, halimbawa, neutrino (n) at antineutrino (n)

e- + e+ "n + `n (1.8)

Katulad nababaligtad na mga reaksyon ay isinagawa din sa pakikilahok ng mga hadron, sa partikular, mga nucleon (proton, neutron at kanilang mga antiparticle).

Gayunpaman, dapat tandaan na ang paglikha ng isang pares ng particle-antiparticle sa isang banggaan ng mga photon ay posible lamang kung ang enerhiya ng photon na Wg ay lumampas sa natitirang enerhiya W0 = m0c2 ng nabuong mga particle. Average na enerhiya Ang mga photon sa isang estado ng thermodynamic equilibrium ay tinutukoy ng temperatura:

kung saan ang k ay ang pare-pareho ng Boltzmann.

Samakatuwid, ang nababaligtad na likas na katangian ng mga proseso na kinasasangkutan ng mga photon ay naganap lamang sa mga temperatura na lumalampas sa lubos tiyak na halaga para sa bawat uri elementarya na mga particle T~m0c2/k.

Halimbawa, para sa mga nucleon, m0c2 ~ 1010 eV, na ang ibig sabihin ay Tnucl ~ 1013 K. Kaya, sa T > Tnucleon, ang tuluy-tuloy na paglitaw ng mga pares ng nucleon-antinucleon at ang kanilang halos agarang pagkawasak sa paggawa ng mga photon ay maaaring at nangyari nga. Ngunit sa sandaling ang temperatura T ay naging mas mababa kaysa sa T nucleon, mga nucleon at antinucleon para sa isang napaka maikling panahon naglaho sa liwanag. At kung ito ang kaso para sa lahat ng mga nucleon at antinucleon, kung gayon ang Uniberso ay maiiwan na walang mga matatag na hadron, na nangangahulugang walang sustansya kung saan nabuo ang mga kalawakan, bituin at iba pa. mga bagay sa kalawakan. Ngunit lumalabas na sa karaniwan ay mayroong isang (!) "dagdag" na butil para sa bawat bilyong pares ng nucleon-antinucleon. Ito ay mula sa mga "dagdag" na nucleon na ang sangkap ng ating Uniberso ay binuo.

Ang isang katulad na proseso ng paglipol ng mga electron at positron ay naganap mamaya, sa t ~ 1 s, nang ang temperatura ng Uniberso ay bumaba sa ~ 1010 K at ang enerhiya ng photon ay hindi sapat upang makabuo ng mga pares ng electron-positron. Bilang isang resulta, isang medyo maliit na bilang ng mga electron ang nanatili sa Uniberso - sapat lamang upang mabayaran ang positibo singil ng kuryente"dagdag" na mga proton.

Ang mga proton at neutron na natitira pagkatapos ng pandaigdigang pagsira sa sarili sa loob ng ilang panahon ay pabalik-balik na ipinasa sa isa't isa alinsunod sa mga formula ng reaksyon:

p + e-" n + `n;

p + n " n + e+ .

At dito ginampanan ang mapagpasyang papel maliit na pagkakaiba natitirang masa ng mga proton at neutron, na, sa huli, ay humantong sa katotohanan na ang mga konsentrasyon ng mga neutron at proton ay naging iba. Sinasabi ng teorya na sa pagtatapos ng ikalimang minuto, mayroong mga 15 neutron para sa bawat daang proton. Sa oras na ito na ang temperatura ng Uniberso ay bumaba sa ~ 1010 K, at ang mga kondisyon ay nilikha para sa pagbuo ng matatag na nuclei, pangunahin ang hydrogen (H) at helium (He). Kung pinabayaan natin ang nuclei ng iba pang mga elemento (at pagkatapos ay halos hindi sila lumitaw), kung gayon, isinasaalang-alang ang ratio sa itaas ng mga proton at neutron, ~ 70% ng hydrogen nuclei at ~ 30% ng helium nuclei ay dapat na nabuo sa ang kalawakan. Ito ang ratio ng mga elementong ito na sinusunod sa intergalactic medium at sa mga bituin ng unang henerasyon, kaya nagpapatunay sa konsepto ng Big Bang.

Matapos ang pagbuo ng H at He nuclei sa loob ng mahabang panahon (mga isang milyong taon), halos walang karapat-dapat na pansin ang nangyari sa Uniberso. Ito ay sapat pa rin para sa nuclei na kumapit sa mga electron, dahil ang mga photon ay agad na napunit ang mga ito. Samakatuwid, ang estado ng Uniberso sa panahong ito ay tinatawag na photon plasma.

Nagpatuloy ito hanggang sa bumaba ang temperatura sa ~ 4000 K, na nangyari ~ 1013 s o halos isang milyong taon pagkatapos ng Big Bang. Sa temperatura na ito, ang hydrogen at helium nuclei ay nagsisimulang masinsinang kumukuha ng mga electron at nagiging stable nuclei. neutral na mga atomo(Ang enerhiya ng photon ay hindi na sapat upang masira ang mga atomo na ito). Tinatawag ng mga astrophysicist ang prosesong ito na recombination.

Mula lamang sa sandaling ito ang bagay ng Uniberso ay nagiging transparent sa radiation at angkop para sa pagbuo ng mga clots, kung saan lumabas ang mga kalawakan. Ang radiation, na tinatawag na relic, ay humantong sa isang malayang pag-iral, na naglalakbay sa Uniberso sa lahat ng direksyon. Ngayon ang dami ng radiation na ito ay dumating sa amin sa Earth, na lumipad halos rectilinearly sa isang malaking distansya, katumbas ng produkto ang bilis ng liwanag c sa oras tp na lumipas mula noong sandali ng recombination: L = tp. Ngunit pagkatapos ng lahat, bilang resulta ng pagpapalawak ng Uniberso, talagang "tumakas" tayo mula sa mga relic radiation quanta na ito sa bilis na v = НL ~ tр/t0, kung saan ang t0 = 1/Н ay ang oras na lumipas mula noong Big Bang. At nangangahulugan ito na ang mga wavelength ng relict radiation na natanggap namin dahil sa Doppler effect ay dapat na maraming (~ t0/tр) na beses na mas malaki kaysa sa isa na sa sandali ng recombination sa T ~ 4000 K. Ipinapakita ng mga kalkulasyon na ang relict Ang radiation na nakarehistro sa Earth ay dapat na kapareho ng kung ito ay ibinubuga ng isang katawan na pinainit sa isang temperatura T ~ 3 K1. Ito ang mga pag-aari na taglay ng radiation, na naitala noong 1965 nina A. Penzias at R. Wilson.

Smirnov O.G., kandidato ng mga teknikal na agham

SA KRITIKAL NA KAPAL NG MATTER SA UNIVERSE

Ang mga problema sa pagtukoy ng average na density ng bagay sa Uniberso ay isinasaalang-alang.

1. Kritikal na Densidad ang bagay sa Uniberso ay tinatantya ng formula

kung saan - H ay ang Hubble constant, O ay ang gravitational constant.

Ang pagtatantya ng masa ng bagay sa mga kalawakan at mga kumpol ng mga kalawakan ay nagbibigay average na density~10-27kg/m3. Ito ay sumusunod mula dito na tayo ay nakikitungo sa isang walang katapusang lumalawak na Uniberso (!). Ganoon ba?

2. Ang unang pagkakamali ay na sa nakikitang Uniberso ang lahat ng mga cosmic na bagay (mga bituin, mga kalawakan, mga kumpol ng mga kalawakan...) ay may mas mataas na density ng matter sa gitna kaysa sa labas. Dapat din itong asahan mula sa pamamahagi ng mga bagay sa Uniberso. Isang maliit na bahagi lamang ng Uniberso ang ating napagmamasdan at pinag-uusapan pare-parehong pamamahagi ang bagay sa sansinukob ay malinaw na mali.

Noong , ang mga kalkulasyon ay ginawa, ayon sa kung saan ang ating Galaxy ay matatagpuan sa labas ng Uniberso at, ayon sa kamakailang mga obserbasyon, ay lumilipat patungo sa solong sentro kasama nina malalaking grupo ibang mga kalawakan. Ang paggalaw ay nangyayari nang may pagbilis sa direksyon ng isang napakalaking bagay na matatagpuan sa labas ng nakikitang Uniberso sa pagitan ng mga konstelasyon na Centaurus at Parus (ayon sa mga astrophysicist ng US). Ayon sa aming bersyon, ito ang core ng Uniberso. Ang nabanggit ay nagpapahiwatig na hindi na kailangang ipakilala ang konsepto ng "dark energy".

Ipinapalagay din na ang mga proseso ay nangyayari sa loob ng Uniberso na nagiging sanhi ng mga bagay na patuloy na lumipat mula sa kailaliman patungo sa mga hangganan (mga proseso ng pagsabog) at pabalik (paggalaw ng mga kalawakan).

kung saan ang TV, Yav, g - masa, radius at distansya mula sa sentro ng Uniberso.

Sa labas ng Uniberso (r=Jav)

P(*v) = -tb (3)

Ngunit interesado kami sa average na density na kasama sa formula (1).

Siya ay pantay

Kaya, ang average na density ng Uniberso ay tatlong beses na mas malaki kaysa sa labas nito. Sa pagiging nasa labas ng Uniberso, napapansin natin ang isang maliit na bahagi ng sangkap mula sa kalahati, na gumagalaw patungo sa gitna ng Uniberso. Samakatuwid, ang average na density ng bagay sa Uniberso ay hindi bababa sa 6 . 10-27 kg/m3.

3. Remote na bilis ng paglalakbay mga bagay sa kalawakan(mga bituin, mga kalawakan...) ay tinutukoy ng "redshift". B , hindi linear ang quantum physics nagbibigay ng mga formula ayon sa kung saan ang mga bilis ay lumalabas na humigit-kumulang dalawang beses na mas malaki, na nangangahulugan na ang masa ay apat na beses na mas malaki (ang masa ay proporsyonal sa parisukat ng bilis). Kasama ang paraan, ang pangangailangan na ipakilala ang konsepto ng " madilim na bagay».

Ngayon ang average na density ng bagay sa Uniberso ay dapat kunin katumbas ng ~ 6 4 "10" = 2.4 10-26 kg/m3, na 2.4 beses na mas malaki kaysa sa kritikal.

Dumating kami sa mahalagang konklusyon na ang walang katapusan na lumalawak na uniberso ay dapat na hindi kasama sa pagsasaalang-alang.

Ang substansiya, na lumilipat sa labas ng uniberso, ay binabawasan ang temperatura nito sa ganap na zero, lumaki sa mga kalawakan at nagsisimulang bumalik sa gitna ng uniberso.

Ang "pag-urong" ng mga kalawakan ay nagsasalita lamang ng kanilang paggalaw patungo sa isang sentro na may acceleration, at ang Hubble constant ay talagang isang variable mula 100 km/(s-Mpc) hanggang 50 km/(s-Mpc). Ang pagbaba ay patungo sa gitna ng uniberso. Ang inverse value ay nagbibigay ng oras ng simula ng paggalaw ng ating Galaxy patungo sa gitna ng Uniberso. Ito ay hindi bababa sa 9.75 bilyong taon (H=100 km/(s-Mpc)), o maximum na 13.9 bilyong taon (H=70 km/(s-Mpc))

Ang nabanggit ay nagbibigay-daan sa atin na makaalis sa hindi pagkakasundo kung saan pumasok ang modernong kosmolohiya.

Panitikan

1. Kononovich E.V., Moroz V.I. Pangkalahatang kurso astronomiya. Ed. ika-2. URSS.2004-544s.

2. Smirnov O.G. Kaalaman sa Uniberso at mga pagtuklas sa ikatlong milenyo. "APSN", No. 5, 2010.-pp.73-84.

3. Smirnov O.G. Universe physics at " pandaigdigang enerhiya". Ika-6 na ed., idagdag.-M .: Sputnik + Publishing House, 2010. - 611s.

4. Smirnov O.G. Nonlinear na pisika. - M.: Sputnik + Publishing House, 2010. - 289 p.

ANG KRITIKAL NA KAPASIDAN NG UNIVERSE- ang halaga ng density ng bagay sa sansinukob, tinukoy ng expression saan H ay ang Hubble constant (cf. Batas ng Hubble), G ay ang pare-pareho ng gravity ni Newton. Sa mga homogenous na isotropic na modelo ng Uniberso (tingnan Mga modelong kosmolohiya)Na may sero pare-pareho ang kosmolohiya halaga r Sa ay kritikal. halaga na naghihiwalay sa modelo ng saradong Uniberso kung saan r - real cf. density ng lahat ng uri ng bagay) mula sa open universe model

Kung ang gravity ng bagay ay sapat na malakas, ito ay lubos na nagpapabagal sa paglawak ng Uniberso, at sa hinaharap ang pagpapalawak nito ay dapat mapalitan ng pag-urong. 3D na espasyo sa mga modelong isinasaalang-alang ay may positibo. curvature, sarado, ang dami nito ay may hangganan.

Kapag ang gravity ay hindi sapat upang ihinto ang paglawak, at ang Uniberso sa ilalim ng mga kondisyong ito ay lumalawak nang walang katiyakan sa hinaharap. Ang tatlong-dimensional na espasyo sa mga itinuturing na modelo ay may negatibong halaga. curvature, ang dami nito ay walang hanggan (sa pinakasimpleng topology).

Hubble pare-pareho H kilala mula sa astronomical mga obserbasyon na may mean. kawalan ng katiyakan: H - (50-100) km/(s*Mpc). Kaya naman, mayroong kawalan ng katiyakan sa kahulugan ng K. p. V. r c\u003d (5 * 10 -30 -2 * 10 -29) g / cm 3. Sa kabilang banda, ipinapakita ng mga obserbasyon na ang average na density ng bagay na bumubuo sa mga kalawakan ay tila mas mababa kaysa sa C.p.V. nakatagong masa. Qty