Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Астрономия -> Долгов А.Д. -> "Космология ранней Вселенной" -> 4

Космология ранней Вселенной - Долгов А.Д.

Долгов А.Д. Космология ранней Вселенной — Москва, 1988. — 199 c.
ISBN 5-211-00108-7
Скачать (прямая ссылка): kosmologiyaranneyvselennoy1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 < 4 > 5 6 7 8 9 10 .. 85 >> Следующая

отсчитываемому от момента сингулярности. В более ранний период
"постоянная" Хэббла была соответственно больше и скорость расширения
Вселенной выше.
Согласно наблюдениям самого Хэббла значение Я составляет примерно 500
км/с Мик, что отвечало бы слишком малому значению возраста Вселенной tu^
2-109 лет. Изотопные методы, а также оценки возраста старых звездных
скоплений дают
2. РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
9
tu= (10-^20) • 109 лет. Однако за полвека, прошедшие с момента открытия
Хэббла, точность астрономических наблюдений существенно возросла, и
принятое сейчас значение Н не противоречит другим данным о возрасте мира.
Остающаяся довольно большая неопределенность в величине Н связана с
трудностями в определении шкалы галактических расстояний и едва ли может
быть ликвидирована в ближайшее время.
Заметим, что закон расширения (1.1) не выделяет во Вселенной никакой
особой точки. Перенос начала координат из одной точки в другую и
одновременное галилеево преобразование оставляют закон Хэббла неизменным
и в новой системе координат. Это находится в соответствии с фактом
однородности Вселенной.
Расширение Вселенной сейчас уже не вызывает сомнений, тем более что оно
описывается одним из возможных решений уравнений Эйнштейна. Однако
физические причины, которые привели к реализации в природе именно этого
решения, в рамках стандартной космологий оставались загадочными.
Стандартная модель Фридмана не могла ответить на вопрос о механизме
первоначального толчка, вызвавшего разле-тание галактик, несмотря на
противодействие сил притяжения. К ответу на этот вопрос удалось
приблизиться лишь в последние годы благодаря применению результатов,
полученных в физике элементарных частиц, к теории ранней Вселенной.
Забегая вперед, отметим, что теория элементарных частиц предсказывает
возможность уравнения состояния с отрицательным давлением, о котором мы
много будем говорить ниже. В релятивистской теории тяготения вещество с
таким уравнением состояния фактически антигравитирует, что и приводит к
расширению мира.
§ 2. РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Важнейшим космологическим фактом после обнаружения Хэбблом расширения
Вселенной явилось наблюдение в 1965 г. (Пензиас и Вильсон) реликтового
электромагнитного излучения. Гипотезу о существовании электромагнитного
фона, оставшегося от ранней горячей стадии развития Вселенной, высказал в
1946 г. Гамов. Точнее говоря, им двигало желание объяснить нуклеосинтез
процессами в горячем веществе в первые минуты от начала. Побочным
результатом предложенной модели было как раз реликтовое излучение. Хотя
Гамов исходил из неверных предпосылок, считая, что все ядра, в том числе
и тяжелые, рождаются при Большом взрыве*, сделанная им
* Сейчас установлено, что в первые минуты возникают практически лишь ядра
не тяжелее Li7, а более тяжелые элементы образуются в звездах.
10
I. СТАНДАРТНАЯ КОСМОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
оценка температуры реликтового излучения (6К) довольно близка к
измеренной позднее величине. Наблюдения подтвердили планковскую форму
спектра электромагнитного фона в диапазоне волн от десятков сантиметров
(ХШах=73 см) до миллиметра, причем температура оказалась около 3 К в
неплохом согласии с первой оценкой. Наблюдения показали также высокую
степень изотропии реликтового излучения. За вычетом тривиальной дипольной
анизотропии, связанной с движением наблюдателя относительно
космологического фона, никаких других отклонений от изотропии на уровне
порядка нескольких единиц на 10-Б обнаружено не было.
§ 3. ПЛОТНОСТЬ МАТЕРИИ ВО ВСЕЛЕННОЙ
В отличие от очень хорошо изученного реликтового излучения важная
космологическая величина - средняя плотность материи во Вселенной р
известна плохо. Для характеристики величины р используют безразмерный
параметр Q:
,П=р/рс=р/(ЗН2/8лС), (1.2)
где G - гравитационная постоянная, Н - постоянная Хэббла, а рс - так
называемая критическая плотность. При Q> >1(р>рс) Вселенная трехмерно
замкнута и наблюдаемое сейчас расширение должно смениться сжатием, этот
вывод несправедлив для Вселенной с отличным от нуля космологическим
членом (см. гл. 5). При Вселенная открыта и расширение
будет вечным. Случай р=рс отвечает Вселенной в среднем пространственно
плоской, с обычной эвклидовой геометрией. Подчеркнем, что речь идет о
геометрии трехмерного пространства, определяемого сечением t=const 4-
мерного многообразия пространства-времени. Это четырехмерное многообразие
отнюдь не является плоским. Заметим еще, что в выборе временной
координаты существует известный произвол и в данном случае речь идет о
так называемом сопутствующем времени, которое определяется условием
р=const при постоянном t (т. е. как нормаль к гиперповерхности р=const).
Согласно астрономическим наблюдениям величина П заключена в пределах
0,03<Q<2.
Нижний предел отвечает видимой, непосредственно наблюдаемой материи. Для
этой величины иногда используют обозначение Пь, где индекс "Ь" указывает,
что Пь связана с бари-онной, т. е. с обычной, материей, состоящей из
Предыдущая << 1 .. 2 3 < 4 > 5 6 7 8 9 10 .. 85 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed