Будущее Вселенной - История изменений

User33 в 05:39, 9 июля 2012

2012-07-09T05:39:08Z

← Предыдущая		Версия 05:39, 9 июля 2012
Строка 5:		Строка 5:
	<br>		<br>

-	'''                                                                              4.3.3. Будущее Вселенной '''<br><br>Факты  свидетельствуют  о  расширении Вселенной «во  все  стороны»  в  современну эпоху.  Будет  ли  этот  процесс  продолжаться  в дальнейшем?   Что  могло  бы  повлиять  на  скорость  расширения  и  возможно  ли  сжатие  Вселенной? Такие вопросы неизбежно встают после открытия Хаббла. Пытаясь  разобраться  в  ситуации «на  пальцах»,  физики  используют  самую простую модель Вселенной в виде изотропной и однородной сферы возрастающего радиуса R.<br><br>[[Image:29-02-012.jpg]]<br><br>Мы  знаем,  что  реальная  Вселенная «в  разрезе»  похожа  на  губку  (см.  рис. 4.3),  но  это  в  данном  случае  большой  роли не играет. Достаточно ввести в рассмотрение среднюю плотность [[Image:30-02-01.jpg]] вселенной. Масса вселенной М тогда будет равна плотности умноженной на объем сферы: <br><br>[[Image:30-02-02.jpg]]<br><br>Выделим некоторую массу вещества m на краю вселенной. Выбранная материальная  точка  будет  обладать  кинетической  энергией  Wc  движения  со скоростью  V  и  потенциальной  энергией W   притяжения  к  центру масс  вселенной. Соответствующие выражения известны из школьного курса физики:<br><br>[[Image:30-02-03.jpg]]<br><br>Ясно, что пока кинетическая энергия выше потенциальной, выделенная нами масса вещества m должна удаляться от центра вселенной. Выразим массу вселенной по (4.4), возьмем отношение двух энергий и заменим скорость V произведением постоянной Хаббла на радиус вселенной: <br><br>[[Image:30-02-04.jpg]]<br><br>Как видно, величина отношения [[Image:30-02-05.jpg]] не  зависит от размера вселенной и прямо пропорциональна средней плотности вселенной [[Image:30-02-01.jpg]]. К порциональности  определяется  отношением  гравитационной  постоянной  к квадрату постоянной Хаббла. Комбинацию  величин,  стоящих  как  сомножитель в формуле (4.6) перед средней плотностью [[Image:30-02-01.jpg]], можно заменить одной новой константой [[Image:30-02-01.jpg]]* <br><br>[[Image:30-02-06.jpg]]	+	'''                                                                              4.3.3. Будущее Вселенной '''<br><br>Факты  свидетельствуют  о  расширении Вселенной «во  все  стороны»  в  современну эпоху.  Будет  ли  этот  процесс  продолжаться  в дальнейшем?   Что  могло  бы  повлиять  на  скорость  расширения  и  возможно  ли  сжатие  [[Две_концепции_Вселенной\|Вселенной]]? Такие вопросы неизбежно встают после открытия Хаббла. Пытаясь  разобраться  в  ситуации «на  пальцах»,  физики  используют  самую простую модель Вселенной в виде изотропной и однородной сферы возрастающего радиуса R.<br><br>[[Image:29-02-012.jpg\|однородная Вселенная]]<br><br>Мы  знаем,  что  реальная  Вселенная «в  разрезе»  похожа  на  губку  (см.  рис. 4.3),  но  это  в  данном  случае  большой  роли не играет. Достаточно ввести в рассмотрение среднюю плотность [[Image:30-02-01.jpg]] вселенной. Масса вселенной М тогда будет равна плотности умноженной на объем сферы: <br><br>[[Image:30-02-02.jpg]]<br><br>Выделим некоторую массу вещества m на краю вселенной. Выбранная материальная  точка  будет  обладать  [[Идеальный_газ_в_молекулярно-кинетической_теории\|кинетической]]  энергией  Wc  движения  со скоростью  V  и  потенциальной  энергией W   притяжения  к  центру масс  вселенной. Соответствующие выражения известны из школьного курса [[Загадка_квантовой_физики\|физики]]:<br><br>[[Image:30-02-03.jpg]]<br><br>Ясно, что пока кинетическая энергия выше потенциальной, выделенная нами масса вещества m должна удаляться от центра вселенной. Выразим массу вселенной по (4.4), возьмем отношение двух энергий и заменим скорость V произведением постоянной Хаббла на радиус вселенной: <br><br>[[Image:30-02-04.jpg]]<br><br>Как видно, величина отношения [[Image:30-02-05.jpg]] не  зависит от размера вселенной и прямо пропорциональна средней плотности вселенной [[Image:30-02-01.jpg]]. К порциональности  определяется  отношением  гравитационной  постоянной  к квадрату постоянной Хаббла. Комбинацию  величин,  стоящих  как  сомножитель в формуле (4.6) перед средней плотностью [[Image:30-02-01.jpg]], можно заменить одной новой константой [[Image:30-02-01.jpg]]* <br><br>[[Image:30-02-06.jpg]]

-	<br>Физический смысл введенной константы в том, что ее величина определяет значение плотности вселенной, при которой отношение двух энергий равно  единице.  Если  среднее  значение  плотности  вещества  во  вселенной меньше  критического  значения  [[Image:30-02-01.jpg]],  то  преобладает  кинетическая  энергия  и вселенная  будет  только  расширяться.  Наоборот,  если  плотность  вселенной выше критического значения, то постепенно процесс расширения перейдет в процесс сжатия, коллапса вселенной. Третий вариант, когда выполняется равенство критического  значения и реальной плотности вселенной, соответствует постепенному  замедлению  расширения  без обращения процесса  к  коллапсу. Здесь V > 0 в пределе, когда время  t > [[Image:30-02-07.jpg]]  <br><br>[[Image:30-02-08.jpg]]<br><br>Различие сценариев будущего Вселенной более наглядно представляется тремя качественными графиками на рис. 4.12. Как видим, выбор пути эволюции Вселенной связан с численным значением [[Image:30-02-01.jpg]], а  оно  определяется  величиной гравитационной  постоянной (которую  мы знае высокой  точностью) и  величиной постоянной  Хаббла  (погрешность  оценки которой велика). Если принять нижнее значение  Н = 50  км/( с.Мпс),  то  р* = 5.10<sup>-27</sup>кг/м<sup>3</sup>,  для  верхней  оценки  Н  =  100 км/(с.Мпс)  значение критической  плотности будет в два раза больше приведенного.  <br><br>Безразмерный  параметр  [[Image:30-02-05.jpg]],  указанный  возле  кривых,  показывает  величину отношения  наблюдаемой  средней  плотности  и  критического  значения  [[Image:30-02-05.jpg]]= [[Image:30-02-01.jpg]] / [[Image:30-02-01.jpg]]*. Чтобы  сделать прогноз дальнейшего развития Вселенной, необходимо  экспериментально  определить  численное  значение  средней  плотности Вселенной. В настоящее время использованы несколько методов косвенных  измерений  плотности  вещества  в  различных  по  размеру  областях  вселенной. Все они основаны на законе всемирного тяготения Ньютона. В первом методе  были  использованы  результаты  долговременных (с  использованием  астрономических  архивов)  наблюдений  за  вращением  спиральных  галактик. По периоду  вращения и измеренным  скоростям  определялась масса видимого  вещества  для  нескольких  различных  галактик  и  вычислялось  усредненное  значение массы  одной  галактики. По порядку величины она считается равной 10<sup>11</sup> масс Солнца. Оценив среднее число галактик по видимому объему Вселенной, рассчитали  величину плотности и получили оценку [[Image:30-02-09.jpg]] 0,01. Однако темное вещество галактик в этом случае не было учтено. Более точная  оценка  получена  при  анализе  движения  двух  галактик (в  том  числе вращения Большого Магелланового  облака  вокруг Млечного пути). Как  отмечалось выше, это приводит к выявлению гравитирующего темного вещества галактик, масса которого на порядок выше видимой массы, и оценка параметра [[Image:30-02-05.jpg]] изменилась до значения [[Image:30-02-09.jpg]] 0,1. Следующим приближением является  учет  статистического  распределения  масс  галактик в  их  скоплениях.  С учетом  спектра  масс  во  Вселенной  и  возможного  открытия  объектов  типа Великого  аттрактора наиболее  современные оценки приводят к  выводу, что [[Image:30-02-09.jpg]]1. Во всяком случае, считается достоверной оценка [[Image:30-02-05.jpg]] <u><</u> 0,9. А это означает, что еще много миллиардов лет Вселенная «способна» расширяться. При сохранении нынешнего темпа расширения за каждые 20 млрд. лет расстояние между  галактиками будет увеличиваться в два раза. Так как величина параметра омега  приближается  к  единице,  возможно,  что  скорость  расширения будет  временем уменьшаться. Коллапсирование Вселенной пока считается менее вероятным. Однако  следует  учитывать,  что  каждое  уточнение  значений постоянной Хаббла и средней плотности вещества во Вселенной приводит  к уточнению величины параметра [[Image:30-02-05.jpg]] и прогноз последующей эволюции может быть изменен.<br>  <br><br><br>	+	<br>Физический смысл введенной константы в том, что ее величина определяет значение плотности вселенной, при которой отношение двух энергий равно  единице.  Если  среднее  значение  плотности  вещества  во  вселенной меньше  критического  значения  [[Image:30-02-01.jpg]],  то  преобладает  кинетическая  энергия  и вселенная  будет  только  расширяться.  Наоборот,  если  плотность  вселенной выше критического значения, то постепенно процесс расширения перейдет в процесс сжатия, коллапса вселенной. Третий вариант, когда выполняется равенство критического  значения и реальной плотности вселенной, соответствует постепенному  замедлению  расширения  без обращения процесса  к  коллапсу. Здесь V > 0 в пределе, когда время  t > [[Image:30-02-07.jpg]]  <br><br>[[Image:30-02-08.jpg\|эволюция Вселенной]]<br><br>Различие сценариев будущего Вселенной более наглядно представляется тремя качественными графиками на рис. 4.12. Как видим, выбор пути [[Видообразование_в_эволюции\|эволюции]] Вселенной связан с численным значением [[Image:30-02-01.jpg]], а  оно  определяется  величиной гравитационной  постоянной (которую  мы знае высокой  точностью) и  величиной постоянной  Хаббла  (погрешность  оценки которой велика). Если принять нижнее значение  Н = 50  км/( с.Мпс),  то  р* = 5.10<sup>-27</sup>кг/м<sup>3</sup>,  для  верхней  оценки  Н  =  100 км/(с.Мпс)  значение критической  плотности будет в два раза больше приведенного.  <br><br>Безразмерный  параметр  [[Image:30-02-05.jpg]],  указанный  возле  кривых,  показывает  величину отношения  наблюдаемой  средней  плотности  и  критического  значения  [[Image:30-02-05.jpg]]= [[Image:30-02-01.jpg]] / [[Image:30-02-01.jpg]]*. Чтобы  сделать прогноз дальнейшего развития Вселенной, необходимо  экспериментально  определить  численное  значение  средней  плотности Вселенной. В настоящее время использованы несколько методов косвенных  измерений  плотности  вещества  в  различных  по  размеру  областях  вселенной. Все они основаны на законе всемирного тяготения [[Второй_закон_Ньютона\|Ньютона]]. В первом методе  были  использованы  результаты  долговременных (с  использованием  астрономических  архивов)  наблюдений  за  вращением  спиральных  галактик. По периоду  вращения и измеренным  скоростям  определялась масса видимого  вещества  для  нескольких  различных  галактик  и  вычислялось  усредненное  значение массы  одной  галактики. По порядку величины она считается равной 10<sup>11</sup> масс Солнца. Оценив среднее число галактик по видимому объему Вселенной, рассчитали  величину плотности и получили оценку [[Image:30-02-09.jpg]] 0,01. Однако темное вещество галактик в этом случае не было учтено. Более точная  оценка  получена  при  анализе  движения  двух  галактик (в  том  числе вращения Большого Магелланового  облака  вокруг Млечного пути). Как  отмечалось выше, это приводит к выявлению гравитирующего темного вещества [[Галактики\|галактик]], масса которого на порядок выше видимой массы, и оценка параметра [[Image:30-02-05.jpg]] изменилась до значения [[Image:30-02-09.jpg]] 0,1. Следующим приближением является  учет  статистического  распределения  масс  галактик в  их  скоплениях.  С учетом  спектра  масс  во  Вселенной  и  возможного  открытия  объектов  типа Великого  аттрактора наиболее  современные оценки приводят к  выводу, что [[Image:30-02-09.jpg]]1. Во всяком случае, считается достоверной оценка [[Image:30-02-05.jpg]] <u><</u> 0,9. А это означает, что еще много миллиардов лет Вселенная «способна» расширяться. При сохранении нынешнего темпа расширения за каждые 20 млрд. лет расстояние между  галактиками будет увеличиваться в два раза. Так как величина параметра омега  приближается  к  единице,  возможно,  что  скорость  расширения будет  временем уменьшаться. Коллапсирование Вселенной пока считается менее вероятным. Однако  следует  учитывать,  что  каждое  уточнение  значений постоянной Хаббла и средней плотности вещества во Вселенной приводит  к уточнению величины параметра [[Image:30-02-05.jpg]] и прогноз последующей эволюции может быть изменен.<br>  <br><br><br>

	<br>		<br>

User16 в 06:29, 27 марта 2012

2012-03-27T06:29:34Z

← Предыдущая		Версия 06:29, 27 марта 2012
Строка 5:		Строка 5:
	<br>		<br>

-	4.3.3. Будущее Вселенной <br><br>Факты  свидетельствуют  о  расширении Вселенной «во  все  стороны»  в  современну<br>эпоху.  Будет  ли  этот  процесс  продолжаться  в дальнейшем?   Что  могло  бы  повлиять  на  скорость  расширения  и  возможно  ли  сжатие  Вселенной? Такие вопросы неизбежно встают после открытия Хаббла. Пытаясь  разобраться  в  ситуации «на  пальцах»,  физики  используют  самую простую модель Вселенной в виде изотропной и однородной сферы возрастающего радиуса R.<br><br><br>картр<br><br>Мы  знаем,  что  реальная  Вселенная «в  разрезе»  похожа  на  губку  (см.  рис. 4.3),  но  это  в  данном  случае  большой  роли не играет. Достаточно ввести в рассмотрение среднюю плотность ...... вселенной. Масса вселенной М тогда будет равна плотности умноженной на объем сферы: <br><br>карт<br><br>Выделим некоторую массу вещества m на краю вселенной. Выбранная материальная  точка  будет  обладать  кинетической  энергией  Wc  движения  со скоростью  V  и  потенциальной  энергией W   притяжения  к  центру масс  вселенной. Соответствующие выражения известны из школьного курса физики:<br><br>карт<br><br>Ясно, что пока кинетическая энергия выше потенциальной, выделенная нами масса вещества m должна удаляться от центра вселенной. Выразим массу вселенной по (4.4), возьмем отношение двух энергий и заменим скорость V произведением постоянной Хаббла на радиус вселенной: <br><br>карт<br><br>Как видно, величина отношения ...... не  зависит от размера вселенной и прямо пропорциональна средней плотности вселенной .......... К порциональности  определяется  отношением  гравитационной  постоянной  к квадрату постоянной Хаббла. Комбинацию  величин,  стоящих  как  сомножитель в формуле (4.6) перед средней плотностью ?, можно заменить одной новой константой ?* <br><br>карт<br><br>Физический смысл введенной константы в том, что ее величина определяет значение плотности вселенной, при которой отношение двух энергий равно  единице.  Если  среднее  значение  плотности  вещества  во  вселенной меньше  критического  значения  ?,  то  преобладает  кинетическая  энергия  и вселенная  будет  только  расширяться.  Наоборот,  если  плотность  вселенной выше критического значения, то постепенно процесс расширения перейдет в процесс сжатия, коллапса вселенной. Третий вариант, когда выполняется равенство критического  значения и реальной плотности вселенной, соответствует постепенному  замедлению  расширения  без обращения процесса  к  коллапсу. Здесь V > 0 в пределе, когда время  t > ....  <br><br>карт<br><br>Различие сценариев будущего Вселенной более наглядно представляется тремя качественными графиками на рис. 4.12. Как видим, выбор пути эволюции Вселенной связан с численным значением ......., а  оно  определяется  величиной гравитационной  постоянной (которую  мы знае высокой  точностью) и  величиной постоянной  Хаббла  (погрешность  оценки которой велика). Если принять нижнее значение  Н = 50  км/( с.Мпс),  то  р* = 5.10-27кг/м3,  для  верхней  оценки  Н  =  100 км/(с.Мпс)  значение критической  плотности будет в два раза больше приведенного.  <br><br><br>Безразмерный  параметр  .......,  указанный  возле  кривых,  показывает  величину <br>отношения  наблюдаемой  средней  плотности  и  критического  значения  ..... = р / р*. Чтобы  сделать прогноз дальнейшего развития Вселенной, необходимо  экспериментально  определить  численное  значение  средней  плотности Вселенной. В настоящее время использованы несколько методов косвенных  измерений  плотности  вещества  в  различных  по  размеру  областях  вселенной. Все они основаны на законе всемирного тяготения Ньютона. В первом методе  были  использованы  результаты  долговременных (с  использованием  астрономических  архивов)  наблюдений  за  вращением  спиральных  галактик. По периоду  вращения и измеренным  скоростям  определялась масса видимого  вещества  для  нескольких  различных  галактик  и  вычислялось  усредненное  значение массы  одной  галактики. По порядку величины она считается равной 1011 масс Солнца. Оценив среднее число галактик по видимому <br>объему Вселенной, рассчитали  величину плотности и получили оценку ......<br>0,01. Однако темное вещество галактик в этом случае не было учтено. Более точная  оценка  получена  при  анализе  движения  двух  галактик (в  том  числе вращения Большого Магелланового  облака  вокруг Млечного пути). Как  отмечалось выше, это приводит к выявлению гравитирующего темного вещества галактик, масса которого на порядок выше видимой массы, и оценка параметра ... изменилась до значения .....0,1. Следующим приближением является  учет  статистического  распределения  масс  галактик в  их  скоплениях.  С учетом  спектра  масс  во  Вселенной  и  возможного  открытия  объектов  типа Великого  аттрактора наиболее  современные оценки приводят к  выводу, что........ 1. Во всяком случае, считается достоверной оценка ...... 0,9. А это означает, что еще много миллиардов лет Вселенная «способна» расширяться. При сохранении нынешнего темпа расширения за каждые 20 млрд. лет расстояние между  галактиками будет увеличиваться в два раза. Так как величина параметра омега  приближается  к  единице,  возможно,  что  скорость  расширения будет  временем уменьшаться. Коллапсирование Вселенной пока считается менее вероятным. Однако  следует  учитывать,  что  каждое  уточнение  значений постоянной Хаббла и средней плотности вещества во Вселенной приводит  к уточнению величины параметра ..........<br>и прогноз последующей эволюции может быть изменен.<br>  <br><br><br><br>	+	'''                                                                              4.3.3. Будущее Вселенной '''<br><br>Факты  свидетельствуют  о  расширении Вселенной «во  все  стороны»  в  современну эпоху.  Будет  ли  этот  процесс  продолжаться  в дальнейшем?   Что  могло  бы  повлиять  на  скорость  расширения  и  возможно  ли  сжатие  Вселенной? Такие вопросы неизбежно встают после открытия Хаббла. Пытаясь  разобраться  в  ситуации «на  пальцах»,  физики  используют  самую простую модель Вселенной в виде изотропной и однородной сферы возрастающего радиуса R.<br><br>[[Image:29-02-012.jpg]]<br><br>Мы  знаем,  что  реальная  Вселенная «в  разрезе»  похожа  на  губку  (см.  рис. 4.3),  но  это  в  данном  случае  большой  роли не играет. Достаточно ввести в рассмотрение среднюю плотность [[Image:30-02-01.jpg]] вселенной. Масса вселенной М тогда будет равна плотности умноженной на объем сферы: <br><br>[[Image:30-02-02.jpg]]<br><br>Выделим некоторую массу вещества m на краю вселенной. Выбранная материальная  точка  будет  обладать  кинетической  энергией  Wc  движения  со скоростью  V  и  потенциальной  энергией W   притяжения  к  центру масс  вселенной. Соответствующие выражения известны из школьного курса физики:<br><br>[[Image:30-02-03.jpg]]<br><br>Ясно, что пока кинетическая энергия выше потенциальной, выделенная нами масса вещества m должна удаляться от центра вселенной. Выразим массу вселенной по (4.4), возьмем отношение двух энергий и заменим скорость V произведением постоянной Хаббла на радиус вселенной: <br><br>[[Image:30-02-04.jpg]]<br><br>Как видно, величина отношения [[Image:30-02-05.jpg]] не  зависит от размера вселенной и прямо пропорциональна средней плотности вселенной [[Image:30-02-01.jpg]]. К порциональности  определяется  отношением  гравитационной  постоянной  к квадрату постоянной Хаббла. Комбинацию  величин,  стоящих  как  сомножитель в формуле (4.6) перед средней плотностью [[Image:30-02-01.jpg]], можно заменить одной новой константой [[Image:30-02-01.jpg]]* <br><br>[[Image:30-02-06.jpg]]
		+
		+	<br>Физический смысл введенной константы в том, что ее величина определяет значение плотности вселенной, при которой отношение двух энергий равно  единице.  Если  среднее  значение  плотности  вещества  во  вселенной меньше  критического  значения  [[Image:30-02-01.jpg]],  то  преобладает  кинетическая  энергия  и вселенная  будет  только  расширяться.  Наоборот,  если  плотность  вселенной выше критического значения, то постепенно процесс расширения перейдет в процесс сжатия, коллапса вселенной. Третий вариант, когда выполняется равенство критического  значения и реальной плотности вселенной, соответствует постепенному  замедлению  расширения  без обращения процесса  к  коллапсу. Здесь V > 0 в пределе, когда время  t > [[Image:30-02-07.jpg]]  <br><br>[[Image:30-02-08.jpg]]<br><br>Различие сценариев будущего Вселенной более наглядно представляется тремя качественными графиками на рис. 4.12. Как видим, выбор пути эволюции Вселенной связан с численным значением [[Image:30-02-01.jpg]], а  оно  определяется  величиной гравитационной  постоянной (которую  мы знае высокой  точностью) и  величиной постоянной  Хаббла  (погрешность  оценки которой велика). Если принять нижнее значение  Н = 50  км/( с.Мпс),  то  р* = 5.10<sup>-27</sup>кг/м<sup>3</sup>,  для  верхней  оценки  Н  =  100 км/(с.Мпс)  значение критической  плотности будет в два раза больше приведенного.  <br><br>Безразмерный  параметр  [[Image:30-02-05.jpg]],  указанный  возле  кривых,  показывает  величину отношения  наблюдаемой  средней  плотности  и  критического  значения  [[Image:30-02-05.jpg]]= [[Image:30-02-01.jpg]] / [[Image:30-02-01.jpg]]*. Чтобы  сделать прогноз дальнейшего развития Вселенной, необходимо  экспериментально  определить  численное  значение  средней  плотности Вселенной. В настоящее время использованы несколько методов косвенных  измерений  плотности  вещества  в  различных  по  размеру  областях  вселенной. Все они основаны на законе всемирного тяготения Ньютона. В первом методе  были  использованы  результаты  долговременных (с  использованием  астрономических  архивов)  наблюдений  за  вращением  спиральных  галактик. По периоду  вращения и измеренным  скоростям  определялась масса видимого  вещества  для  нескольких  различных  галактик  и  вычислялось  усредненное  значение массы  одной  галактики. По порядку величины она считается равной 10<sup>11</sup> масс Солнца. Оценив среднее число галактик по видимому объему Вселенной, рассчитали  величину плотности и получили оценку [[Image:30-02-09.jpg]] 0,01. Однако темное вещество галактик в этом случае не было учтено. Более точная  оценка  получена  при  анализе  движения  двух  галактик (в  том  числе вращения Большого Магелланового  облака  вокруг Млечного пути). Как  отмечалось выше, это приводит к выявлению гравитирующего темного вещества галактик, масса которого на порядок выше видимой массы, и оценка параметра [[Image:30-02-05.jpg]] изменилась до значения [[Image:30-02-09.jpg]] 0,1. Следующим приближением является  учет  статистического  распределения  масс  галактик в  их  скоплениях.  С учетом  спектра  масс  во  Вселенной  и  возможного  открытия  объектов  типа Великого  аттрактора наиболее  современные оценки приводят к  выводу, что [[Image:30-02-09.jpg]]1. Во всяком случае, считается достоверной оценка [[Image:30-02-05.jpg]] <u><</u> 0,9. А это означает, что еще много миллиардов лет Вселенная «способна» расширяться. При сохранении нынешнего темпа расширения за каждые 20 млрд. лет расстояние между  галактиками будет увеличиваться в два раза. Так как величина параметра омега  приближается  к  единице,  возможно,  что  скорость  расширения будет  временем уменьшаться. Коллапсирование Вселенной пока считается менее вероятным. Однако  следует  учитывать,  что  каждое  уточнение  значений постоянной Хаббла и средней плотности вещества во Вселенной приводит  к уточнению величины параметра [[Image:30-02-05.jpg]] и прогноз последующей эволюции может быть изменен.<br>  <br><br><br>

	<br>		<br>

User16: Новая страница: «Гипермаркет Знаний - первый в мире!, Гипермаркет Знаний, Естествознание, 11 класс, Бу...»

2012-03-27T05:53:35Z

Новая страница: «<metakeywords>Гипермаркет Знаний - первый в мире!, Гипермаркет Знаний, Естествознание, 11 класс, Бу...»

Новая страница

<metakeywords>Гипермаркет Знаний - первый в мире!, Гипермаркет Знаний, Естествознание, 11 класс, Будущее Вселенной</metakeywords>

'''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Естествознание|Естествознание]]>>[[Естествознание 11 класс|Естествознание 11 класс]]>> Будущее Вселенной'''

 

4.3.3. Будущее Вселенной Факты  свидетельствуют  о  расширении Вселенной «во  все  стороны»  в  современну эпоху.  Будет  ли  этот  процесс  продолжаться  в дальнейшем?   Что  могло  бы  повлиять  на  скорость  расширения  и  возможно  ли  сжатие  Вселенной? Такие вопросы неизбежно встают после открытия Хаббла. Пытаясь  разобраться  в  ситуации «на  пальцах»,  физики  используют  самую простую модель Вселенной в виде изотропной и однородной сферы возрастающего радиуса R. картр Мы  знаем,  что  реальная  Вселенная «в  разрезе»  похожа  на  губку  (см.  рис. 4.3),  но  это  в  данном  случае  большой  роли не играет. Достаточно ввести в рассмотрение среднюю плотность ...... вселенной. Масса вселенной М тогда будет равна плотности умноженной на объем сферы: карт Выделим некоторую массу вещества m на краю вселенной. Выбранная материальная  точка  будет  обладать  кинетической  энергией  Wc  движения  со скоростью  V  и  потенциальной  энергией W   притяжения  к  центру масс  вселенной. Соответствующие выражения известны из школьного курса физики: карт Ясно, что пока кинетическая энергия выше потенциальной, выделенная нами масса вещества m должна удаляться от центра вселенной. Выразим массу вселенной по (4.4), возьмем отношение двух энергий и заменим скорость V произведением постоянной Хаббла на радиус вселенной: карт Как видно, величина отношения ...... не  зависит от размера вселенной и прямо пропорциональна средней плотности вселенной .......... К порциональности  определяется  отношением  гравитационной  постоянной  к квадрату постоянной Хаббла. Комбинацию  величин,  стоящих  как  сомножитель в формуле (4.6) перед средней плотностью ?, можно заменить одной новой константой ?* карт Физический смысл введенной константы в том, что ее величина определяет значение плотности вселенной, при которой отношение двух энергий равно  единице.  Если  среднее  значение  плотности  вещества  во  вселенной меньше  критического  значения  ?*,  то  преобладает  кинетическая  энергия  и вселенная  будет  только  расширяться.  Наоборот,  если  плотность  вселенной выше критического значения, то постепенно процесс расширения перейдет в процесс сжатия, коллапса вселенной. Третий вариант, когда выполняется равенство критического  значения и реальной плотности вселенной, соответствует постепенному  замедлению  расширения  без обращения процесса  к  коллапсу. Здесь V > 0 в пределе, когда время  t > ....   карт Различие сценариев будущего Вселенной более наглядно представляется тремя качественными графиками на рис. 4.12. Как видим, выбор пути эволюции Вселенной связан с численным значением .......*, а  оно  определяется  величиной гравитационной  постоянной (которую  мы знае высокой  точностью) и  величиной постоянной  Хаббла  (погрешность  оценки которой велика). Если принять нижнее значение  Н = 50  км/( с.Мпс),  то  р* = 5.10-27кг/м3,  для  верхней  оценки  Н  =  100 км/(с.Мпс)  значение критической  плотности будет в два раза больше приведенного.   Безразмерный  параметр  .......,  указанный  возле  кривых,  показывает  величину отношения  наблюдаемой  средней  плотности  и  критического  значения  ..... = р / р*. Чтобы  сделать прогноз дальнейшего развития Вселенной, необходимо  экспериментально  определить  численное  значение  средней  плотности Вселенной. В настоящее время использованы несколько методов косвенных  измерений  плотности  вещества  в  различных  по  размеру  областях  вселенной. Все они основаны на законе всемирного тяготения Ньютона. В первом методе  были  использованы  результаты  долговременных (с  использованием  астрономических  архивов)  наблюдений  за  вращением  спиральных  галактик. По периоду  вращения и измеренным  скоростям  определялась масса видимого  вещества  для  нескольких  различных  галактик  и  вычислялось  усредненное  значение массы  одной  галактики. По порядку величины она считается равной 1011 масс Солнца. Оценив среднее число галактик по видимому объему Вселенной, рассчитали  величину плотности и получили оценку ...... 0,01. Однако темное вещество галактик в этом случае не было учтено. Более точная  оценка  получена  при  анализе  движения  двух  галактик (в  том  числе вращения Большого Магелланового  облака  вокруг Млечного пути). Как  отмечалось выше, это приводит к выявлению гравитирующего темного вещества галактик, масса которого на порядок выше видимой массы, и оценка параметра ... изменилась до значения .....0,1. Следующим приближением является  учет  статистического  распределения  масс  галактик в  их  скоплениях.  С учетом  спектра  масс  во  Вселенной  и  возможного  открытия  объектов  типа Великого  аттрактора наиболее  современные оценки приводят к  выводу, что........ 1. Во всяком случае, считается достоверной оценка ...... 0,9. А это означает, что еще много миллиардов лет Вселенная «способна» расширяться. При сохранении нынешнего темпа расширения за каждые 20 млрд. лет расстояние между  галактиками будет увеличиваться в два раза. Так как величина параметра омега  приближается  к  единице,  возможно,  что  скорость  расширения будет  временем уменьшаться. Коллапсирование Вселенной пока считается менее вероятным. Однако  следует  учитывать,  что  каждое  уточнение  значений постоянной Хаббла и средней плотности вещества во Вселенной приводит  к уточнению величины параметра .......... и прогноз последующей эволюции может быть изменен.   

 

''Концепции современного естествознания. Стародубцев В.А., 2-е изд., доп. — Томск.: Том. политех. ун-т, 2002. — 184 с.''

 

'''Содержание урока'''
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] конспект урока'''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] опорный каркас
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] презентация урока
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] акселеративные методы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] интерактивные технологии

'''Практика'''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] задачи и упражнения
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] самопроверка
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] практикумы, тренинги, кейсы, квесты
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] домашние задания
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] дискуссионные вопросы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] риторические вопросы от учеников

'''Иллюстрации'''
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа '''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] фотографии, картинки
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] графики, таблицы, схемы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] юмор, анекдоты, приколы, комиксы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

'''Дополнения'''
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] рефераты'''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] статьи
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] фишки для любознательных
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] шпаргалки
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] учебники основные и дополнительные
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] словарь терминов
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] прочие
''''''
Совершенствование учебников и уроков
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] исправление ошибок в учебнике'''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] обновление фрагмента в учебнике
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] элементы новаторства на уроке
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] замена устаревших знаний новыми

'''Только для учителей'''
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] идеальные уроки '''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] календарный план на год
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] методические рекомендации
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] программы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] обсуждения

'''Интегрированные уроки'''


 

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, [http://xvatit.com/index.php?do=feedback напишите нам].

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - [http://xvatit.com/forum/ Образовательный форум].