Модель вселенной современная: works.doklad.ru – Учебные материалы

Содержание

Космологические модели строения вселенной. Строение вселенной

1. Основные космологические модели Вселенной

Современная физика рассматривает мегамир как систему, включающую все небесные тела, диффузную (диффузия – рассеяние) материю, существующую в виде разобщенных атомов и молекул, а также в виде более плотных образований – гигантских облаков пыли и газа, и материю в виде излучения.

Космология – наука о Вселенной как едином целом. В Новое время она отделяется от философии и превращается в самостоятельную науку. Ньютоновская космология основывалась на следующих постулатах:

· Вселенная существовала всегда, это «мир в целом» (универсум).

· Вселенная стационарна (неизменна), изменяются только космические системы, но не мир в целом.

· Пространство и время абсолютны. Метрически пространство и время бесконечны.

· Пространство и время изотропны (изотропность характеризует одинаковость физических свойств среды по всем направлениям) и однородны (однородность характеризует распределение в среднем вещества во Вселенной).

Современная космология основана на общей теории относительности и поэтому ее называют релятивистской, в отличие от прежней, классической.

В 1929 г. Эдвин Хаббл (американский астрофизик) обнаружил явление «красного смещения». Свет от далеких галактик смещается в сторону красного конца спектра, что свидетельствовало об удалении галактик от наблюдателя. Возникла идея о нестационарности Вселенной. Александр Александрович Фридман (1888 – 1925) впервые теоретически доказал, что Вселенная не может быть стационарной, а должна периодически расширяться или сжиматься. На первый план выдвинулись проблемы исследования расширения Вселенной и определения ее возраста. Следующий этап исследования Вселенной связан с работами американского ученого Георгия Гамова (1904-1968). Стали исследоваться физические процессы, происходившие на разных стадиях расширения Вселенной. Гамов открыл «реликтовое излучение». (Реликт – остаток далекого прошлого).

Существует несколько моделей Вселенной: общим для них является представление о ее нестационарном, изотропном и однородном характере.

По способу существования – модель «расширяющейся Вселенной» и модель «пульсирующей Вселенной».

В зависимости от кривизны пространства различают – открытую модель, в которой кривизна отрицательна или равна нулю, в ней представлена незамкнутая бесконечная Вселенная; замкнутую модель с положительной кривизной, в ней Вселенная конечна, но неограниченна, безгранична.

Обсуждение вопроса о конечности или бесконечности Вселенной породил несколько так называемых космологических парадоксов, согласно которым, если Вселенная бесконечна, то она конечна.

1. Экспансионный парадокс (Э.Хаббл). Принимая идею бесконечной протяженности, приходим к противоречию с теорией относительности. Удаление туманности от наблюдателя на бесконечно большое расстояние (согласно теории «красного смещения» В.М.Слайфера и «эффекта Допплера») должно превышать скорость света. Но она является предельной (по теории Эйнштейна) скоростью распространения материальных взаимодействий, ничто не может двигаться с большей скоростью.

2. Фотометрический парадокс (Ж.Ф.Шезо и В.Ольберс). Это тезис о бесконечной светимости (при отсутствии поглощения света) неба согласно закону освещенности любой площадки и по закону возрастания числа источников света по мере возрастания объема пространства. Но бесконечная светимость противоречит эмпирическим данным.

3. Гравитационный парадокс (К.Нейман, Г. Зеелигер): бесконечное число космических тел должно приводить к бесконечному тяготению, а значит к бесконечному ускорению, что не наблюдается.

4. Термодинамический парадокс (или так называемая «тепловая смерть» Вселенной). Переход тепловой энергии в другие виды затруднен по сравнению с обратным процессом. Результат: эволюция вещества приводит к термодинамическому равновесию. Парадокс говорит о конечном характере пространственно-временной структуры Вселенной.

2. Эволюция Вселенной. Теория «Большого взрыва»

С глубокой древности и до начала XX века космос считали неизменным. Звездный мир олицетворял собой абсолютный покой, вечность и беспредельную протяженность.

Открытие в 1929 году взрывообразного разбегания галактик, то есть быстрого расширения видимой части Вселенной, показало, что Вселенная нестационарна. Экстраполируя этот процесс расширения в прошлое, ученые сделали вывод, что 15-20 миллиардов лет назад Вселенная была заключена в бесконечно малый объем пространства при бесконечно большой плотности («точка сингулярности»), а вся нынешняя Вселенная конечна, т.е. обладает ограниченным объемом и временем существования.

Точку отсчета времени жизни эволюционирующей Вселенной начинается с момента, когда произошел “Большой Взрыв» и внезапно нарушилось состояние сингулярности. По мнению большинства исследователей, современная теория “Большого Взрыва” в целом довольно успешно описывает эволюцию Вселенной, начиная примерно с 10 -44 секунды после начала расширения. Слабым единственным звеном в этой прекрасной теории считают проблему Начала – физического описания сингулярности.

Ученые сходятся во мнении, что первоначальная Вселенная находилась в условиях, которые трудно вообразить и воспроизвести на Земле. Эти условия характеризуются наличием высокой температуры и высокого давления в сингулярности, в котором была сосредоточена материя.

Время эволюции Вселенной оценивается примерно в 20 млрд. лет. Теоретические расчеты показали, что в сингулярном состоянии ее радиус был близок к радиусу электрона, т.е. она была микрообъектом ничтожно малых масштабов. Предполагается, что здесь начали сказываться характерные для элементарных частиц квантовые закономерности.

Вселенная перешла к расширению от первоначального сингулярного состояния в результате Большого взрыва, который заполнил все пространство. Возникла температура 100 000 млн. град. по Кельвину, при которой не могут существовать молекулы, атомы и даже ядра. Вещество находилось в виде элементарных частиц, среди которых преобладали электроны, позитроны, нейтрино, и фотоны, и меньше было протонов и нейтронов. В конце третьей минуты после взрыва температура Вселенной понизилась до 1 млрд. град. по Кельвину. Стали образовываться ядра атомов – тяжелого водорода и гелия, но вещество Вселенной состояло к этому времени в основном из фотонов, нейтрино и антинейтрино.

Лишь через несколько сотен тысяч лет начали образовываться атомы водорода и гелия, образуя водородно-гелиевую плазму. Астрономы обнаружили «реликтовое» радиоизлучение в 1965 г. – излучение горячей плазмы, которая сохранилась с того времени, когда еще не было звезд и галактик. Из этой смеси водорода и гелия в процессе эволюции возникло все многообразие современной Вселенной. По теории Дж. Х. Джинса главным фактором эволюции Вселенной является ее гравитационная неустойчивость: материя не может распределяться с постоянной плотностью в любом объеме. Однородная первоначально плазма распалась на огромные сгустки. Из них потом образовались скопления галактик, которые распались на протогалактики, а из них возникли протозвезды. Этот процесс продолжается и в наше время. Вокруг звезд сформировались планетные системы. Данная модель (стандартная) Вселенной не является достаточно обоснованной, остается много вопросов. Доводами в ее пользу являются лишь установленные факты расширения Вселенной и реликтовое излучение.

Известный американский астроном Карл Саган построил наглядную модель эволюции Вселенной, в которой космический год равен 15 млрд. земных лет, а 1 сек. – 500 годам; тогда в земных единицах времени эволюция представится так:

Стандартная модель эволюции Вселенной предполагает, что начальная температура внутри сингулярности была больше 10 13 по шкале Кельвина (в которой начало отсчета соответствует – 273 0 С). Плотность вещества примерно 10 93 г/см 3 . Неизбежно должен был произойти «большой взрыв», с которым связывают начало эволюции. Предполагается, что такой взрыв произошел примерно 15-20 млрд. лет назад и сопровождался сначала быстрым, а потом более умеренным расширением и соответственно постепенным охлаждением Вселенной. По степени расширения вселенной ученые судят о состоянии материи на разных стадиях эволюции. Через 0,01 сек. после взрыва плотность вещества упала до 10 10 г/см 3 . В этих условиях в расширяющейся Вселенной, по-видимому, должны были существовать фотоны, электроны, позитроны, нейтрино и антинейтрино, а также небольшое количество нуклонов (протонов и нейтронов).

При этом происходили непрерывные превращения пар электрон+позитрон в фотоны и обратно – фотонов в пару электрон+позитрон. Но уже через 3 минуты после взрыва из нуклонов образуется смесь легких ядер: 2/3 водорода и 1/3 гелия, так называемое дозвездное вещество, остальные химические элементы образуются из него путем ядерных реакций. В момент, когда возникают атомы водорода и гелия, вещество сделалось прозрачным для фотонов, и они стали излучаться в мировое пространство. В настоящее время такой остаточный процесс наблюдается в виде реликтового излучения (остаток от той далекой поры образования нейтральных атомов водорода и гелия).

По мере расширения и охлаждения во Вселенной происходили процессы разрушения существовавших ранее и возникновения на этой основе новых структур, что вело к нарушению симметрии между веществом и антивеществом. Когда температура после взрыва упала до 6 млрд. градусов по Кельвину, первые 8 сек. существовала в основном смесь из электронов и позитронов. Пока смесь находилась в тепловом равновесии, количество частиц оставалось приблизительно одинаковым. Между частицами происходят непрерывные столкновения, в результате чего возникают фотоны, а из фотонов – электрон и позитрон. Происходит непрерывное превращение вещества в излучение и, наоборот, излучения в вещество. На этой стадии сохраняется симметрия между веществом и излучением.

Нарушение этой симметрии произошло после дальнейшего расширения Вселенной и соответствующего понижения ее температуры. Возникают более тяжелые ядерные частицы – протоны и нейтроны. Складывается крайне незначительный перевес вещества над излучением (1 протон или нейтрон на млрд. фотонов). Из этого излишка в процессе дальнейшей эволюции возникает то огромное богатство и разнообразие материального мира, начиная от атомов и молекул до разнообразных горных образований, планет, звезд и галактик.

Итак, 15-20 миллиардов лет – примерный возраст Вселенной. Что же было до рождения Вселенной? Первая космогоническая схема современной космологии утверждает, что вся масса Вселенной была сжата в некую точку (сингулярность). Неизвестно, в силу, каких причин это исходное, точечное состояние было нарушено и произошло то, что называется сегодня словами «Большой Взрыв».

Вторая космологическая схема рождения Вселенной описывает этот процесс возникновения из «ничто», вакуума. В свете новых космогонических представлений само понимание вакуума было пересмотрено наукой. Вакуум есть особое состояние материи. На исходных стадиях Вселенной интенсивное гравитационное поле может порождать частицы из вакуума.

Интересную аналогию этим современным представлениям находим мы у древних. О переходе вещества в иное состояние, даже об «исчезновении материи» в момент гибели Вселенной упоминал философ и богослов Ориген (II-III в.н.э.). Когда Вселенная возникает опять, «материя, – писал он, – вновь получает бытие, образуя тела…».

Согласно сценарию исследователей, вся наблюдаемая сейчас Вселенная размером в 10 миллиардов световых лет возникла в результате расширения, которое продолжалось всего 10 -30 сек. Разлетаясь, расширяясь во все стороны, материя отодвигала «небытие», творя пространство и начав отсчет времени. Так видит становление Вселенной современная космогония.

Концептуальная модель «расширяющейся Вселенной» была предложена А.А. Фридманом в 1922-24 годах. Десятилетия спустя она получила практическое подтверждение в работах американского астронома Э.Хаббла, изучавшего движение галактик. Хаббл обнаружил, что галактики стремительно разбегаются, следуя некоему импульсу. Если разбегание это не прекратится, будет продолжаться неограниченно, то расстояние между космическими объектами будет возрастать, стремясь к бесконечности. По расчетам Фридмана, именно так должна была бы проходить дальнейшая эволюция Вселенной. Однако при одном условии – если средняя плотность массы Вселенной окажется меньше некоторой критической величины, эта величина составляет примерно три атома на кубический метр. Какое-то время назад данные, полученные американскими астрономами со спутника, исследовавшего рентгеновское излучение далеких галактик, позволили рассчитать среднюю плотность массы Вселенной. Она оказалась очень близка к той критической массе, при которой расширение Вселенной не может быть бесконечно.

Обратиться к изучению Вселенной посредством исследования рентгеновских излучений пришлось потому, что значительная часть ее вещества не воспринимается оптически. Около половины массы нашей Галактики мы «не видим». О существовании же этого не воспринимаемого нами вещества свидетельствуют, в частности, гравитационные силы, которые определяют движение нашей и других галактик, движение звездных систем. Вещество это может существовать в виде «черных дыр», масса которых составляет сотни миллионов масс нашего Солнца, в виде нейтрино или других каких-то неизвестных нам форм. Не воспринимаемые, как и «черные дыры», короны галактик могут быть, как полагают некоторые исследователи, в 5-10 раз больше массы самих галактик.

Предположение, что масса Вселенной значительно больше, чем принято считать, нашло новое весьма веское подтверждение в работах физиков. Ими были получены первые данные о том, что один из трех видов нейтрино обладает массой покоя. Если остальные нейтрино имеют те же характеристики, то масса нейтрино во Вселенной в 100 раз больше, чем масса обычного вещества, находящегося в звездах и галактиках.

Это открытие позволяет с большей уверенностью говорить, что расширение Вселенной будет продолжаться лишь до некоторого момента, после которого процесс обратится вспять – галактики начнут сближаться, стягиваясь снова в некую точку. Вслед за материей будет сжиматься в точку пространство. Произойдет то, что астрономы называют сегодня словами «Схлопывание Вселенной».

Заметят ли люди или обитатели других миров, если они существуют в космосе, сжатие Вселенной, начало ее возврата в первозданный хаос? Нет. Они не смогут заметить поворота времени, который должен будет произойти, когда Вселенная начнет сжиматься.

Ученые, говоря о повороте течения времени в масштабах Вселенной, проводят аналогию со временем на сжимающейся, «коллапсирующей» звезде. Условные часы, находящиеся на поверхности такой звезды, сначала должны будут замедлить свой ход, затем, когда сжатие достигнет критической точки, они остановятся. Когда же звезда «провалится» из нашего пространства-времени, условные стрелки на условных часах двинутся в противоположную сторону – время пойдет обратно. Но всего этого сам гипотетический наблюдатель, находящийся на такой звезде, не заметит. Замедление, остановку и изменение направления времени можно было бы наблюдать со стороны, находясь вне «схлопывающейся» системы. Если наша Вселенная единственная и нет ничего вне ее – ни материи, ни времени, ни пространства, – то не может быть и некоего взгляда со стороны, который мог бы заметить, когда время изменит ход и потечет вспять.

Некоторые ученые считают, что событие это в нашей Вселенной уже произошло, галактики падают друг на друга, и Вселенная вступила в эпоху своей гибели. Существуют математические расчеты и соображения, подтверждающие эту мысль. Что произойдет после того, как Вселенная вернется в некую исходную точку? После этого начнется новый цикл, произойдет очередной «Большой Взрыв», праматерия ринется во все стороны, раздвигая и творя пространство, снова возникнут галактики, звездные скопления, жизнь. Такова, в частности, космологическая модель американского астронома Дж. Уиллера, модель попеременно расширяющейся и «схлопывающейся» Вселенной.

Известный математик и логик Курт Гёдель математически обосновал положение, что при определенных условиях наша Вселенная действительно должна возвращаться к своей исходной точке с тем, чтобы потом опять совершить тот же цикл, завершая его новым возвращением к исходному своему состоянию. Этим расчетам соответствует и модель английского астронома П.Дэвиса, модель «пульсирующей Вселенной». Но что важно – Вселенная Дэвиса включает в себя замкнутые линии времени, иначе говоря, время в ней движется по кругу. Число возникновений и гибели, которые переживает Вселенная, бесконечно.

А как современная космогония представляет себе гибель Вселенной? Известный американский физик С. Вайнберг описывает это так. После начала сжатия в течение тысяч и миллионов лет не произойдет ничего, что могло бы вызвать тревогу наших отдаленных потомков. Однако когда Вселенная сожмется до 1/100 теперешнего размера, ночное небо будет источать на Землю столько же тепла, сколько сегодня дневное. Через 70 миллионов лет Вселенная сократится еще в десять раз и тогда «наши наследники и преемники (если они будут) увидят небо невыносимо ярким». Еще через 700 лет космическая температура достигнет десяти миллионов градусов, звезды и планеты начнут превращаться в «космический суп» из излучения, электронов и ядер.

После сжатия в точку, после того, что мы именуем «гибелью Вселенной», но что, может быть, вовсе, и не есть ее гибель, начинается новый цикл. Косвенным подтверждением этой догадки является уже упомянутое реликтовое излучение, эхо «Большого Взрыва», породившего нашу Вселенную. По мнению ученых, излучение это, оказывается, приходит не только из прошлого, но и «из будущего». Это отблеск «мирового пожара», исходящего от следующего цикла, в котором рождается новая Вселенная. Не только реликтовое излучение пронизывает наш мир, приходя как бы с двух сторон – из прошлого и грядущего. Материя, составляющая мир, Вселенную и нас, возможно, несет в себе некую информацию. Исследователи с долей условности, но говорят уже о своего рода «памяти» молекул, атомов, элементарных частиц. Атомы углерода, побывавшего в живых существах, «биогенные».

Коль скоро в момент схождения Вселенной в точку материя не исчезает, то не исчезает, неуничтожима и информация, которую она несет. Наш мир заполнен ею, как он заполнен, материей, составляющей его.

Вселенная, что придет на смену нашей, будет ли она её повторением?

Вполне возможно, отвечают некоторые космологи.

Вовсе не обязательно, возражают другие. Нет никаких физических обоснований, считает, например, доктор Р. Дик из Принстонского университета, чтобы всякий раз в момент образования Вселенной физические закономерности были те же, что и в момент начала нашего цикла. Если же эти закономерности будут отличаться даже самым незначительным образом, то звезды не смогут впоследствии создать тяжелые элементы, включая углерод, из которого построена жизнь. Цикл за циклом Вселенная может возникать и уничтожаться, не зародив ни искорки жизни. Такова одна из точек зрения. Ее можно было бы назвать точкой зрения «прерывистости бытия». Оно прерывисто, даже если в новой Вселенной и возникает жизнь: никакие нити не связывают ее с прошлым циклом. По другой точке зрения, наоборот, «Вселенная помнит всю свою предысторию, сколь бы далеко (даже бесконечно далеко) в прошлое она ни уходила».

Или концепция биогенеза). В XIX веке ее окончательно опроверг Л. Пастер, доказав, что появление жизни там, где она не существовала, связано с бактериями (пастеризация – избавление от бактерий). 3. Концепция современного состояния предполагает, что Земля и жизнь на ней существовали всегда, причем в неизменном виде. 4. Концепция панспермии связывает появление жизни на Земле с ее занесением из…

Галактик и Вселенной. Материальные системы микро-, макро- и мегамира различаются между собой размерами, характером доминирующих процессов и законами, которым они подчиняются. Важнейшая концепция современного естествознания заключается в материальном единстве всех систем микро-, макро- и мегамира. Можно говорить о единой материальной основе происхождения всех материальных систем на разных стадиях…

Несмотря на успехи физики в понимании истории Вселенной, рассуждения ученых по этому вопросу можно назвать игрой фантазии, рожденной современными знаниями, экстраполированными на первые мгновения жизни Вселенной. В полном объеме эти знания не могут быть применимы к моменту рождения Вселенной, так как это была сверхэкстремальная ситуация. Тем не менее, основные принципы, рассмотренные нами, вероятно, уже действовали. То есть сразу же наметились две тенденции в жизни Вселенной: разрушение вакуума (ничто есть идеально упорядоченная структура) и созидание (самоорганизация) материи .

Мы не знаем, какими были самые первые структуры во Вселенной. Возможно, в первые моменты бытия Вселенной были реализованы такие первичные структуры, которые имеют прямые аналогии с идеальными образами, используемыми человеком в процессе мышления. Поэтому все древние космологические концепции рисуют творение Вселенной, как свободный волевой акт единого Творца.

Мы уже «догадались», что в ходе этих процессов уже на первых миллисекундах Вселенная стала почему-то электрически неоднородной, возникли условия для зарождения пар противоположно заряженных частиц. То есть Вселенную на этом этапе можно представить в виде своеобразного вакуумного конденсатора, рождающего «из ничего» пары частица-античастица. Откуда взялась энергия для рождения этих частиц? По этому поводу нет единого мнения. Любые рассуждения на эту тему являются лишь гипотезами. Если исходить из информационной модели Вселенной, то понятие энергии сводится к разности энтропий конечного (еще не реализованного, но потенциально возможного) и исходного (реализованного) состояний . Другими словами, энергия есть разность между тем, чего мы могли бы иметь, и тем, чего мы на самом деле имеем. Именно эта разность порождает движущую силу, приводящую в действие весь эволюционный процесс во Вселенной.

Мир элементарных частиц, вероятно, был очень разнообразен. Наши синхрофазотроны довольно грубо моделируют процессы того времени. С ростом количества частиц электрическая неоднородность сглаживалась (конденсатор разряжался). «Рождаемость» частиц сначала замедлилась, потом прекратилась. В этой стадии развития Вселенной наряду с рождением зарядов присутствовала и их смерть – аннигиляция частиц и античастиц с полным переходом их структуры в полевую форму. И вот «рождение» прекратилось, но аннигиляция осталась. Это была «первая экологическая катастрофа», известная нам. К счастью, ранняя Вселенная была почему-то асимметрична: электронов оказалось чуть больше, чем позитронов, а протонов больше, чем антипротонов. Поэтому на каждые 100 миллионов пар «выжила» одна частица. Этого оказалось достаточно для того, чтобы построить все вещество Вселенной, которой в ту пору было несколько секунд от роду.

Эпоха элементарных частиц закончилась. В итоге Вселенная «открыла» устойчивые частицы, которые стали элементами для построения систем более высокого иерархического уровня. Если бы этого не произошло, и разрушение элементарных частиц было бы полным, то Вселенная достигла бы максимума энтропии (Вселенная, заполненная излучением) и, возможно, прекратила бы свое существование (хотя бы потому, что без вещества не определены понятия пространства и времени). «Изобретение» устойчивых частиц повысило максимально возможное значение энтропии Вселенной до какой-то величины , то есть появилась возможность дальнейшего роста энтропии, но уже не за счет разрушения частиц, а за счет их рассеяния и перемешивания в разных комбинациях.

Этот алгоритм в дальнейшем повторяется. То есть в процессе стремления систем к максимуму энтропии они обязаны найти устойчивые формы, которые смогут отодвинуть само значение . Такие формы благополучно минуют преграды естественного отбора. В естественном отборе побеждает тот, кто дает наибольшие перспективы в плане дальнейшего развития Вселенной. А так как с каждым шагом вверх по иерархической лестнице системной организации количество элементов таких систем становится все меньше и меньше, то требуемый рост энтропии Вселенной может быть обеспечен только ростом сложности внутренней организации систем (закон усложнения системной организации) . Чем сложнее система, тем большее количество подсистем содержится в ее структуре. При этом каждая частица (элемент) может входить одновременно во множество подсистем. Это значит, что возрастает количество реальных объектов (частиц, подсистем, систем и т.д.), которые являются слагаемыми энтропии, что и обеспечивает возрастание максимально возможного значения энтропии . Этот процесс мы и называем эволюцией.

Вселенная расширялась и охлаждалась, частицы теряли энергию и конденсировались в атомы, в основном, водорода. Правда, считается, что на этой же стадии присутствовал и гелий (порядка 30%). Более тяжелые элементы практически отсутствовали, они образовались на более поздних этапах эволюционного процесса.

Любые неоднородности плотности водорода усиливаются силами гравитации, и водородно-гелиевое облако распадается на сгущения (протогалактики). Из сгущений внутри галактик рождаются звезды первого поколения. Здесь пока нет полной ясности. Возможно, звезды рождались по мере сжатия протогалактики.

Возможна и другая версия, согласно которой сначала протогалактическое облако сжимается до критических размеров. Квазары – огромные квазизвездные космические тела, соизмеримые с размерами солнечной системы, состоящие из вещества, вращающегося вокруг центра с огромной скоростью, обнаруженные на самых границах наблюдаемой части Вселенной; то есть мы видим их такими, какими они были миллиарды лет назад. Возможно, именно в квазарах синтезировался гелий. Может быть, поэтому квазары становятся неустойчивыми и взрываются, а из продуктов взрыва в процессе их рассеяния вследствие гравитационного сжатия локальных сгущений и формируются звезды первого поколения. Так это было или не так, мы можем только догадываться, о квазарах мы знаем очень мало.

Газовое облако будущей звезды сжимается силами гравитации. Скоро это сжатие замедляется возрастающим давлением разогревающихся недр звезды, в которых начинаются реакции термоядерного синтеза. Водород превращается в гелий, а из гелия синтезируются более тяжелые элементы, которые опускаются к центру звезды. Звезда это котел, в котором «варятся» тяжелые элементы, происходит усложнение структуры вещества. Это делает звезду нестабильной, и она взрывается как сверхновая, формируя газово-пылевые облака, обогащенные тяжелыми элементами. Центральная часть звезды испытывает сильное сжатие, на ее месте образуется белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра, если масса звезды превышала 50 масс Солнца. Раньше в нашей галактике звезды взрывались примерно раз в год, теперь раз в 30 лет.

Солнечная система родилась около пяти миллиардов лет назад путем конденсации газово-пылевого облака. Поэтому Солнце – это звезда второго поколения. Солнце и планеты формировались, по-видимому, одновременно. По мере сжатия газово-пылевого облака происходит соударение и слипание частиц пыли в более крупные образования (метеориты), из которых впоследствии формируются астероиды. Ближе к Солнцу могут образовываться тела только из тяжелых и тугоплавких материалов. Легкие вещества испаряются и улетучиваются на более дальние орбиты. Поэтому ближние к Солнцу планеты более твердые. Они образуются путем слияния астероидов и осаждения пыли на орбите данной планеты. Постепенно орбита очищается. Наблюдения показывают, что динамика образования кратеров на Меркурии, Марсе и Луне примерно 4,6 миллиардов лет назад была в сотни раз выше, чем сегодня. Дальние планеты-гиганты имеют меньшую плотность.

Орбиты планет близки к окружностям, диаметры которых подчинены правилу золотого сечения (закон Боде). Согласно закону Боде между Марсом и Юпитером должна находиться еще одна планета, вместо которой обнаружен пояс астероидов. Возникли разного рода фантастические предположения о гибели существовавшей когда-то на этой орбите планеты Фаэтона. Об этом же свидетельствуют и некоторые мифические сюжеты. Ученые же считают, что эта орбита является естественной границей между малыми плотными планетами и планетами-гигантами, что породило неустойчивость, не позволившую здесь сформироваться ни малой планете, ни планете-гиганту. Гравитационное воздействие соседних планет, особенно планет-гигантов, слишком рассеяло протопланетное сгущение будущей плотной планеты, разбросав астероиды на более вытянутые орбиты. Поэтому пояс астероидов остался практически в своем первозданном виде. Кстати, это несколько перекликается с легендой о Фаэтоне.

  1. К моменту образования Земли эволюция Вселенной подготовила возможность зарождения земной жизни.
  2. Расширяясь, Вселенная быстро остывает, что приводит к возникновению фрактальных структур, объединяющих в себе порядок и случайность, хаос. Во фрактальных структурах сложность достигается повторением по определенному алгоритму более простых структур (фрактальных генов). Примерами фрактальных структур являются снежинки, морозные узоры на стекле, береговые линии морей, ветви дерева, спиральная формы ракушек и т.п. Особенно типичными фрактальными структурами являются биосистемы. Обычно фрактальные структуры возникают при сравнительно быстрой потери энергии в открытой системе, когда элементы системы не успевают перестроиться в симметричные упорядоченные структуры, типа правильных кристаллов, поэтому в них сохраняется доля хаоса.
  3. При остывании появляется возможность устойчивого существования все более сложных структур, которые разрушились бы при более высоких энергиях.
  4. По мере расширения Вселенной усложняются формы организации материи, то есть сложность форм как-то связана с объемом Вселенной.
  5. Пока Вселенная расширяется, эволюцию не остановить. Не известно, является ли именно расширение Вселенной движущей силой глобального эволюционного процесса, но эти два процесса, вероятно, тесно связаны друг с другом.

Происхождение, эволюция и устройство Вселенной как целого изучаются космологией. Слово «космология» происходит от греч. kosmos – вселенная и logos – закон. Уже древние мудрецы задались вопросом о происхождении и устройстве Вселенной, поэтому космология – учение о строении мира – и космогония – учение о происхождении мира – были неотъемлемым компонентом философских систем древности.

Современная космология – это раздел астрономии, в котором аккумулированы частнонаучные данные физики и математики и универсальные философские принципы, космология представляет собой синтез научных и философских знаний. Именно этим определяется ее специфика. Выводы космологии почти полностью обусловлены теми философскими принципами, на которые опирается исследователь. Дело в том, что размышления о происхождении и устройстве Вселенной эмпирически труднопроверяемы и существуют в виде теоретических гипотез или математических моделей (4.1). Космолог движется от теории к практике, от модели к эксперименту, в этом случае роль исходных философских и общенаучных оснований существенно возрастает. Именно поэтому космологические модели радикально различаются между собой – в их основе лежат разные, порой конфликтующие мировоззренческие принципы. Понятно, что религиозная космология будет серьезно отличаться от космологии, построенной на материалистических мировоззренческих основаниях. В свою очередь любые космологические выводы также влияют на общефилософские представления об устройстве Вселенной, т. е. изменяют фундаментальные представления человека о мире и самом себе. Таким образом, можно сказать, что современная космология – это не только «физика», но и «философия», а иногда и «религия».

Классические космологические представления, сутью которых было утверждение абсолютности и бесконечности пространства и времени, а также неизменности и вечности Вселенной, сталкивались с двумя неразрешимыми парадоксами – гравитационным и фотометрическим. Гравитационный парадокс заключался в противоречии между исходными постулатами о бесконечности Вселенной и ее вечности. Так, если предположить бесконечность мира, то необходимо также признать и бесконечность действующих в нем сил тяготения. Бесконечность сил тяготения между небесными телами должна была бы привести к коллапсу, т. е. Вселенная не могла бы существовать вечно, а это противоречит постулату о ее вечности. Фотометрический парадокс также вытекает из постулата бесконечности Вселенной. Если Вселенная бесконечна, то в ней должно существовать бесконечное число небесных тел, а значит, светимость неба также должна быть бесконечной, однако этого не происходит.

Парадоксы классической науки разрешаются в современной релятивистской космологии.

Началом революции в астрономии считается создание в 1917 г. А. Эйнштейном стационарной релятивистской космологической модели. В ее основу положена релятивистская теория тяготения, обоснованием которой служит общая теория относительности (3.2). А. Эйнштейн отказался от постулатов абсолютности и бесконечности пространства и времени, однако сохранил принцип стационарности, неизменности Вселенной во времени и ее конечности в пространстве. Свойства Вселенной, по мнению А. Эйнштейна, зависят от распределения в ней гравитационных масс, Вселенная безгранична, но при этом замкнута в пространстве. Сигнал, пущенный наблюдателем во Вселенной, вернется к нему с противоположной стороны. Согласно стационарной релятивистской модели пространство однородно и изотропно (3.2), материя распределена в нем равномерно, время бесконечно, а его течение не влияет на свойства Вселенной. Таким образом, несмотря на новизну и даже революционность идей, А. Эйнштейн в своей космологической теории ориентировался на привычную классическую мировоззренческую установку статичности мира: А. Эйнштейна более привлекал гармоничный и устойчивый мир, нежели мир противоречивый и неустойчивый. В конце жизни великий ученый с сожалением говорил о том, что теория статичной Вселенной не имеет эмпирического подтверждения.

В 1922 г. российский математик и физик А. Фридман выступил с критикой теории А. Эйнштейна. Его идеи стали началом нестационарной релятивисткой космологии. Космологическая концепция А. Фридмана основывается на нескольких принципах.

1. Космологический принцип однородности и изотропности пространства. Изотропность означает, что во Вселенной не существует выделенных точек и направлений. Однородность характеризует распределение вещества во Вселенной. Космологический постулат имеет сильный и слабый варианты. Слабый вариант предполагает независимость процессов, протекающих во Вселенной, от направления (изотропность) и места (однородность). Сильный вариант космологического принципа предполагает независимость (инвариантность преобразований) процессов не только от направления и места, но и от времени. Это значит, что Вселенная выглядит одинаково из любого места, в любом направлении и в любой момент времени. Этот принцип получил название совершенного космологического принципа.

2. Релятивистский принцип взаимосвязи пространства и времени и их зависимости от материи. Пространственно-временная метрика Вселенной задается гравитационными полями, признаются также искривленность пространства и замедление времени во всех частях Метагалактики. Пространственно-временная метрика описывается уравнениями общей теории относительности.

3. Принцип конечной скорости протекания любыгх физических процессов.

4. Принцип нестационарности Вселенной, поначалу основанный только на математических расчетах, согласно которым искривленное пространство не может быть стационарным, его кривизна должна меняться во времени.

Все эти принципы дают основание переносить данные, полученные в одной части Вселенной, на все остальные ее части.

А. фридман предложил три модели Вселенной. В первой рассматривается случай средней плотности вещества и неискривленности пространства. В такой ситуации Вселенная должна бесконечно расширяться из некоторой исходной точки. Во второй модели предполагалась плотность вещества меньше критической. В этом случае пространство обладает отрицательной кривизной, а Вселенная также должна неограниченно расширяться из начальной точки. В третьей модели рассматривался случай плотности вещества выше критической. В этой ситуации пространство должно иметь положительную кривизну, а Вселенная периодически расширяться и сжиматься.

Концепция А. фридмана некоторое время не имела эмпирического подтверждения. Однако в 1929 г. физик Э. Хаббл обнаружил эффект «красного смещения» в спектрах удаленных галактик. «Красное смещение» означает понижение частот электромагнитного излучения при удалении источника света от наблюдателя. Т. е. если источник света удаляется от нас, то воспринимаемая частота излучений уменьшается, а длины волн увеличиваются, линии видимого спектра смещаются в сторону более длинных красных волн. Оказалось, что «красное смещение» пропорционально расстоянию до источника света. Исследования Э. Хаб-бла подтвердили, что удаленные от нас галактики разбегаются, т. е. Вселенная находится в состоянии расширения, а значит, нестационарна. Другим важным экспериментальным свидетельством в пользу гипотезы расширяющейся Вселенной стало открытие реликтового излучения – слабого радиоизлучения, свойства которого являются в точности такими, какими они должны были быть на этапе горячей, взрывной Вселенной.

В 1927 г. бельгийский ученый Ж. Леметр предложил понятие сингулярности как исходное состояние Вселенной. Ж. Леметр предположил, что первоначальный радиус Вселенной равнялся 10-12см, а ее плотность– 1096г/см3, т. е. в начальном состоянии Вселенная должна представлять собой микрообьект, по размерам близкий к электрону. В 1965 г. С. Хокинг математически обосновал необходимость состояния сингулярности в любой модели расширяющейся Вселенной.

Представление о развитии Вселенной привело к постановке проблемы начала эволюции (рождения) Вселенной и ее конца (смерти). Вселенная развивается из исходного сингулярного состояния, радиус которого бесконечно мал, а плотность материи бесконечно велика, проходит различные этапы своего развития, а затем умирает. Состояние сингулярности можно трактовать как обрыв времени в прошлом. По-видимому, такой обрыв времени следует предположить и в будущем. В моделях пульсирующей Вселенной та точка, в которой расширение сменится сжатием, рассматривается как обрыв времени в будущем. Момент «начала» времени называется Большим Взрывом. Момент «конца» времени был назван Ф. Типлером Великим Стоком.

Если есть рождение и смерть, то можно говорить о возрасте Вселенной. Ученые рассчитали, что если бы скорость расширения была постоянной на протяжении всего существования Вселенной, то можно было бы говорить о возрасте в 18 млрд лет. Однако современная космология утверждает, что расширение Вселенной постепенно замедляется. Поэтому время, прошедшее с момента Большого Взрыва, может составить 12 млрд лет. Если же предположить существование космических сил отталкивания – такое допущение делается в инфляционных моделях, – то возраст Вселенной будет значительно больше. Современные космологи оценивают возраст Вселенной в 12–20 млрд лет.

С представлением о возрасте Вселенной связано понятие космологического горизонта, отделяющего доступную для наблюдений область пространства от недоступной. За время, прошедшее с момента возникновения Вселенной, свет мог пройти конечное расстояние, которое оценивается величиной в 6000 Мпк. 1 ла предложена гипотеза Большого Взрыва. Согласно этой гипотезе, Вселенная возникла в результате взрыва из первоначального состояния сингулярности. Дальнейшая эволюция происходила поэтапно и сопровождалась, с одной стороны, дифференциацией, а с другой – усложнением структур. Этапы эволюции Вселенной называются эрами.

Адронная эра: длительность 10-7с, температура Вселенной составляет 1032К. Главными действующими лицами являются элементарные частицы, между которыми осуществляется сильное взаимодействие. Вселенная представляет собой разогретую плазму.

Лептонная эра: длительность 10 с, температура Вселенной 1015К. Главные действующие лица – лептоны (электроны, позитроны и др.).

Эра излучения:: длительность 1 млн лет, температура Вселенной 10 000 К. В это время во Вселенной преобладало излучение, а вещество было ионизированным.

Эра вещества:: длится и сейчас. Вселенная остывает, становится нейтральной и темной, образуется вещество. В начале этой эры возникают первые протозвезды и протогалак-тики. Излучение перестает взаимодействовать с веществом и начинает свободно перемещаться по Вселенной. Именно эти фотоны и нейтрино, остывшие до 3 К, наблюдаются сейчас в виде реликтового излучения.

Гипотезу Большого Взрыва называют также моделью горячей Вселенной, или стандартной моделью. Эта гипотеза стала общепринятой после открытия в 1965 г. реликтового излучения. Несмотря на стандартность и общепринятость, концепция Большого Взрыва не дает ответа на некоторые вопросы. Например, каковы причины образования галактик из ионизированного газа? Почему наблюдается асимметрия вещества и антивещества? Самой большой проблемой остается состояние сингулярности, введение которого требуется уравнениями общей теории относительности А. Эйнштейна.

Для моделирования первых мгновений существования Вселенной, прояснения причин Большого Взрыва и обьяс-нения сингулярности физиком А. Гутом была предложена инфляционная гипотеза, или модель инфляционной Вселенной. На данном этапе развития науки инфляционная концепция не может получить прямого эмпирического подтверждения, однако она предсказывает новые факты, которые в принципе могут быть проверены. Инфляционная теория описывает эволюцию Вселенной начиная с 10-45с после начала расширения. Модель раздувающейся (инфляционной) Вселенной не противоречит гипотезе Большого Взрыва, включая ее в качестве своего частного случая. Различие между концепцией Большого Взрыва и концепцией инфляционной Вселенной касается только первых мгновений существования мира– до 10-30с, принципиальных мировоззренческих расхождений между этими гипотезами нет.

Согласно инфляционной модели первоначальное состояние Вселенной – состояние квантовой супергравитации. Радиус Вселенной в этот момент составляет 10-50см. Это значительно меньше радиуса атомного ядра, который оценивается величиной 10-13см. Первоначальное состояние Вселенной – вакуум, особая форма материи, характеризующаяся высокой активностью. Вакуум как бы «кипит», в нем постоянно рождаются и уничтожаются виртуальные частицы. Возникновение частиц из вакуума описывается понятием флуктуации. Вакуум может находиться в состояниях, характеризующихся разными давлениями и энергиями. Если вакуум возбужден (так называемый ложный вакуум), то в процессе порождения и уничтожения виртуальных частиц возникает огромная сила космического отталкивания, которая и приводит к раздуванию «пузырей» – зародышей вселенных. Исходное состояние ложного вакуума можно сравнить с кипением воды в котле. Каждый из «пузырей» – домен, отдельная Вселенная, характеризующаяся собственными значениями фундаментальных физических констант. Считается, что наша Вселенная – один из «пузырей», возникших из вакуумной пены.

Раздувание, или быстрое расширение, было названо инфляцией. На фазе инфляции примерно в промежутке с 10-43с до 10-34с формируются пространственно-временные характеристики Вселенной. Таким образом, в рамках инфляционной модели предполагается существование мира без пространства и времени, поскольку в первой стадии раздувания Вселенной такие характеристики отсутствуют.

Во время фазы инфляции Вселенная «раздулась» до размера 101000000см, что намного превосходит размер наблюдаемой сейчас Метагалактики (1028см). Примерно через 10-34с после начала расширения неустойчивый вакуум распадается, а силы космического отталкивания иссякают. Как показали эксперименты, при падении температуры ниже 1027К наблюдаются процессы распада. Однако в силу того что распад частиц и античастиц идет по-разному, во Вселенной образуется незначительное преобладание вещества над антивеществом: на миллиард античастиц образуется миллиард плюс одна частица. Удовлетворительных объяснений этой асимметрии пока не найдено. Именно это избыточное вещество и стало «материалом» для Вселенной. Нарушение симметрии между веществом – антивеществом привело к нарушению равновесности системы, и она перешла в новое состояние, изменив свою структуру.

В это время во Вселенной начинает действовать известная нам сила гравитационного притяжения. Но поскольку начальный импульс расширения был очень сильным, Вселенная продолжает расширяться, однако значительно медленнее. Расширение сопровождается понижением температуры. На этом этапе Вселенная пуста, в ней нет ни излучения, ни вещества. Однако энергия, которая выделилась при распаде ложного вакуума, идет на мгновенный нагрев Вселенной до температуры примерно 1027К. Происходит своеобразная вспышка света. Энергия, мгновенно разогревшая Вселенную, сейчас понимается как суперсила, которая объединяла все известные четыре типа фундаментальных взаимодействий: гравитационное, сильное, слабое и электромагнитное (3.5).

На этом заканчивается стадия инфляции и начинается эволюция горячей Вселенной, описываемая моделью Большого Взрыва. Первый этап эволюции Вселенной был назван эрой Великого объединения.

Через 10-12с после Большого Взрыва температура Вселенной составляла около 1015К. В это время начинается образование известных нам частиц и античастиц. Однако в силу того что температура очень высока, свойства этих частиц сильно отличались от тех, которые наблюдаются сейчас. При падении температуры ниже 1015К возникают современные частицы, которые теперь становятся вполне различимыми.

При температуре 1013К кварки начинают объединяться в группы и образуются адроны – протоны и нейтроны. На этом этапе единая суперсила распадается на гравитационное, сильное и электрослабое взаимодействия. В конце первой секунды после Большого Взрыва температура Вселенной составляет 1010К.

В начале следующего этапа, длительность которого от 1 с до 1 млн лет, происходит разделение электрослабого взаимодействия на электромагнитное и слабое. Через минуту температура Вселенной падает до 108К, а еще через несколько минут складываются условия, при которых стали возможны ядерные реакции синтеза сложных элементов. В это время материя представляет собой плазму, на 10 % состоящую из ядер гелия и на 90 % – из ядер водорода. В момент, когда возникли атомы водорода и гелия, космическое вещество стало «прозрачным», проницаемым для фотонов, которые начинают излучаться в пространство. Сейчас мы можем наблюдать остаточные явления этого процесса в виде реликтового излучения. Из атомов водорода и гелия образовался газ, и сложились условия для формирования других химических элементов – бериллия и лития.

Через 1 млн лет после начала расширения Вселенной наступил этап образования звезд и галактик. В недрах звезд в результате термоядерных реакций стали синтезироваться тяжелые элементы, которые в результате взрывов звезд разбрасывались по Вселенной и становились строительным материалом для других космических объектов. Дальнейшая эволюция Вселенной пошла в направлении создания все более сложных структур, что в свое время привело к возникновению жизни и разума. Таким образом, микроэволюция выступила предпосылкой макроэволюции, а космоге-нез получил продолжение в гео– и химогенезе.

Несмотря на то что гипотезы Большого Взрыва и инфляционной Вселенной являются общепринятыми в научной среде, они порождают серьезные теоретические проблемы и подвергаются критике. Так, например, американский ученый К. Болдинг считает, что проблемы возникают уже на уровне общепринятых постулатов, лежащих в основе космологического моделирования, и нет никаких оснований заранее отвергать альтернативные подходы к пониманию Вселенной.

Самые большие проблемы современной космологии связаны с описанием ненаблюдаемого и труднообъяснимого состояния сингулярности, которое даже иногда называют аномальным фактом. Введение состояния сингулярности требуется математическими расчетами, но при этом само не поддается математическому описанию и представляет серьезную концептуальную проблему. Некоторые ученые вообще заявляют, что физическая теория, предсказывающая сингулярность, является несостоятельной, поскольку проблема сингулярности оставляет открытым фундаментальный вопрос космологии – о начальных параметрах Вселенной. Проблема сингулярности имеет важное мировоззренческое значение, поскольку разрушает представление о вечном и бесконечном мире и подталкивает к выработке новой картины мира.

Вторая проблема современной космологии связана с принципом экстраполяции на всю Вселенную законов, открытых в земных условиях. Возникает серьезный вопрос: правомочна ли такая экстраполяция? Причем речь идет не только о переносе «земных^> законов на „неземную“ область, но и об экстраполяции законов и свойств наблюдаемой Вселенной на принципиально ненаблюдаемую. Нет никаких доказательств того, что физические законы, открытые на Земле, действуют во всей Вселенной и на всех этапах ее эволюции. Как считают математики С. Хокинг и Г. Эллис, предположение о том, что законы физики, открытые и изученные в лаборатории, будут справедливы в других точках пространственно-временного континуума, безусловно, является очень смелым.

Трудности, с которыми сталкивается современная научная космология, используются как аргумент в пользу существования высшего разума, который и создает Вселенную. В этом случае научная картина мира подменяется теологической. В такого рода космологических концепциях состояния сингулярности и ложного вакуума рассматриваются как то самое «ничто», о котором говорится в религиозных текстах. Из этого «ничто» божественная сила творит мир. Точная «подогнанность» фундаментальных физических параметров нашей Вселенной, приведшая в конце концов к возникновению жизни и разума, также переинтерпретируется в телеологическом и теологическом духе и рассматривается как свидетельство высшего замысла, согласно которому и происходит эволюция мира (7. 3).

Религиозные и мистические версии происхождения и развития Вселенной, маскирующиеся под научные объяснения, представляют собой различные варианты квазинаучного знания (1.1), которое на очередной волне ремифоло-гизации стремится завоевать прочные позиции в культуре. Следует все же сказать, что, несмотря на все трудности нынешних космологических моделей, наиболее приемлемым по-прежнему остается поиск естественных причин возникновения и эволюции Вселенной без апелляции к сверхъестественным силам и сущностям.


| |

1. Введение.

2. Современные космологические модели Вселенной.

3. Этапы космической эволюции.

4. Планеты.

5. Кометы.

6. Астероиды.

7. Звёзды.

8. Использованная литратура.

Введение.

Мегамир, или космос, современная наука рассматривает как взаимодействующую и развивающуюся систему всех небесных тел. Мегамир имеет системную организацию в форме планет и планетных систем, возникающих вокруг звезд, звезд и звездных систем – галактик; системы галактик – Метагалактики.

Материя во Вселенной представлена сконденсировавшимися космическими телами и диффузной материей. Диффузная материя существует в виде разобщенных атомов и молекул, а также более плотных образований – гигантских облаков пыли и газа – газово-пылевых туманностей. Значительную долю материи во
Вселенной, наряду с диффузными образованиями, занимает материя в виде излучения. Следовательно, космическое межзвездное пространство никоим образом не пусто.

Современные космологические модели Вселенной.

Как указывалось в предыдущей главе, в классической науке существовала так называемая теория стационарного состояния Вселенной, согласно которой
Вселенная всегда была почти такой же, как сейчас. Астрономия была статичной: изучались движения планет и комет, описывались звезды, создавались их классификации, что было, конечно, очень важно. Но вопрос об эволюции Вселенной не ставился.

Классическая ньютоновская космология явно или неявно принимала следующие постулаты:

Вселенная – это всесуществующая, «мир в целом». Космология познает мир таким, как он существует сам по себе, безотносительно к условиям познания.

Пространство и время Вселенной абсолютны, они не зависят от материальных объектов и процессов.

Пространство и время метрически бесконечны.

Пространство и время однородны и изотропны.

Вселенная стационарна, не претерпевает эволюции. Изменяться могут конкретные космические системы, но не мир в целом.

Современные космологические модели Вселенной основываются на общей теории относительности А. Эйнштейна, согласно которой метрика пространства и времени определяется распределением гравитационных масс во Вселенной. Ее свойства как целого обусловлены средней плотностью материи и другими конкретно-физическими факторами. Современная релятивистская космология строит модели Вселенной, отталкиваясь от основного уравнения тяготения, введенного А. Эйнштейном в общей теории относительности.
Уравнение тяготения Эйнштейна имеет не одно, а множество решений, чем и обусловлено наличие многих космологических моделей Вселенной. Первая модель была разработана самим Л. Эйнштейном в 1917 г. Он отбросил постулаты ньютоновской космологии об абсолютности и бесконечности пространства и времени. В соответствии с космологической моде лью Вселенной
А. Эйнштейна мировое пространство однородно и изотропно, материя в среднем распределена в ней равномерно, гравитационное притяжение масс компенсируется универсальным космологическим отталкиванием.

Эта модель казалась в то время вполне удовлетворительной, поскольку она согласовывалась со всеми известными фактами. Но новые идеи, выдвинутые А.Эйнштейном, стимулировали дальнейшее исследование, и вскоре подход к проблеме решительно изменился.

В том же 1917 г. голландский астроном В. де Ситтер предложил другую модель, представляющую собой также решение уравнений тяготения. Это решение имело то свойство, что оно существовало бы даже в случае «пустой»
Вселенной, свободной oт материи. Если же в такой Вселенной появлялись массы, то решение переставало быть стационарным: возникало некоторого рода космическое отталкивание между массами, стремящееся удалить их друг от друга и растворить всю систему. Тенденция к расширению, по В. де Ситтеру, становилась заметной лишь на очень больших расстояниях.

В 1922 г. российский математик и геофизик Л.А. Фридман о (бросил постулат классической космологии о стационарности Вселенной и дал принятое в настоящее время решение космологической проблемы.

Решение уравнений А.А. Фридмана, допускает три возможности. Если средняя плотность вещества и излучения во Вселенной равна некоторой критической величине, мировое пространство оказывается евклидовым и
Вселенная неограниченно расширяется от первоначального точечного состояния.
Если плотность меньше критической, пространство обладает геометрией
Лобачевского и так же неограниченно расширяется. И, наконец, если плотность больше критической, пространство Вселенной оказывается римановым, расширение на некотором этапе сменяется сжатием, которое продолжается вплоть до первоначального точечного состояния. По современным данным, средняя плотность материи во Вселенной меньше критической, так что более вероятной считается модель Лобачевского, т. е. пространственно бесконечная расширяющаяся Вселенная. Не исключено, что некоторые виды материи, которые имеют большое значение для величины средней плотности, пока остаются неучтенными. В связи с этим делать окончательные выводы о конечности или бесконечности Вселенной пока преждевременно.

Расширение Вселенной считается научно установленным фактом. Первым к поискам данных о движении спиральных галактик обратился В. де Ситтер.
Обнаружение эффекта Доплера, свидетельствовавшего об удалении галактик, дало толчок дальнейшим теоретическим исследованиям и новым улучшенным измерениям расстояний и скоростей спиральных туманностей.

В 1929 г. американский астроном Э.П. Хаббл обнаружил существование странной зависимости между расстоянием и скоростью галактик: все галактики движутся от нас, причем со скоростью, которая возрастает пропорционально расстоянию,- система галактик расширяется.

Но то, что в настоящее время Вселенная расширяется, еще не позволяет однозначно решить вопрос в пользу той или иной модели.

Этапы космической эволюции.

Как бы ни решался вопрос о многообразии космологических моделей, очевидно, что наша Вселенная расширяется, эволюционирует. Время ее эволюции от первоначального состояния оценивается приблизительно в 20 млрд лет.

Возможно, более подходящей является аналогия не с элементарной частицей, а со сверхгеном, обладающим огромным набором потенциальных возможностей, реализующихся в процессе эволюции. В современной науке выдвинут гак называемый антропный принцип в космологии. Суть его заключается в том, что жизнь во Вселенной возможна только при тех значениях универсальных постоянных, физических констант, которые в действительности имеют место. Если значение физических констант имело бы хоть ничтожное отклонение от существующих, то возникновение жизни было бы в принципе невозможно. Это значит, что уже в начальных физических условиях существования Вселенной заложена возможность возникновения жизни.

От первоначального сингулярного состояния Вселенная перешла к расширению в результате Большого взрыва, заполнившего все пространство. В итоге каждая частица материи устремилась прочь от любой другой.

Всего лишь через одну сотую секунды после взрыва Вселенная имела температуру порядка 100 000 млн град, по Кельвину. При такой температуре
(выше температуры центра самой горячей звезды) молекулы, атомы и даже ядра атомов существовать не могут. Вещество Вселенной пребывало в виде элементарных частиц, среди которых преобладали электроны, позитроны, нейтрино, фотоны, а также в относительно малом количестве протоны и нейтроны Плотность вещества Вселенной спустя 0,01 с после взрыва была огромной – в 4 000 млн paз больше, чем у воды

В конце первых тpеx минут после взрыва температура вещества Вселенной, непрерывно снижаясь, достигла 1 млрд град. При этой все еще очень высокой температуре начали образовываться ядра атомов, в частности, ядра тяжелого водорода и гелия. Однако вещество Вселенной в конце первых трех минут состояло в основном из фотонов, нейтрино и антинейтрино.

Планеты.

Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн были известны в древности. Уран открыт в 1781 г. В. Гершелем.
В 1846 году открыта восьмая планета – Нептун. В 1930 г. американский астроном К. Томбо нашел на негативах медленно движущийся звездообразный объект, который оказался новой, девятой планетой. Ее назвали Плутоном. Поиски и открытие спутников планет Солнечной системы продолжаются до настоящего времени.
Планеты Меркурий, Венера, Земля и Марс объединены в одну группу планет земного типа. По своим характеристикам они значительно отличаются от Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, которые образуют группу планет-гигантов.

На дисках Марса, Юпитера и Сатурна заметно множество интересных деталей. Одни из них принадлежат поверхности планет, другие – их атмосфере (облачные образования)

При наблюдении за Марсом в период противостояния можно увидеть полярные шапки, меняющиеся по временам года, светлые материки, темные области (моря) и периодическую облачность.
Видимая поверхность Юпитера представляет собой облачный покров. Наиболее заметны темные красноватые полосы, вытянутые параллельно экватору.
Кольца Сатурна – один из самых красивых объектов, которые можно наблюдать в телескоп. Внешнее кольцо отделено от среднего темным промежутком, называемым щелью Кассини. Среднее кольцо является самым ярким. От внутреннего кольца оно тоже отделено темным промежутком. Внутреннее темное и полупрозрачное кольцо называется креповым. Край его размыт, кольцо постепенно сходит на нет.
Опытные наблюдатели отмечают на диске Венеры наличие туманных пятен, вид которых меняется от дня ко дню. Эти пятна могут быть только деталями облачной структуры. Облака на Венере образуют мощный сплошной слой, полностью скрывающий от нас поверхность планеты.
Уран нельзя наблюдать невооруженным глазом. Он виден только в телескоп и выглядит маленьким зеленоватым диском.
Плутон, наиболее далекая среди известных нам планет Солнечной системы, в телескопе выглядит как звезда. Блеск его испытывает периодические изменения, видимо, связанные с вращением (период 6,4 суток).

Полеты космических аппаратов принесли больше информации для планетарных исследований. Однако наземные наблюдения планет имеют важное значение, хотя бы по той причине, что эти аппараты пока не позволяют проводить достаточно длительного слежения за планетами, необходимого для изучения всякого рода изменений (сезонные изменения на Марсе, движение облаков на Юпитере и т.д.). Наземные астрономические наблюдения еще долгое время будут позволять получать интересные данные.

Кометы. Предположительно, долгопериодические кометы залетают к нам из Облака Оорта, в котором находится огромное количество кометных ядер. Тела, находящиеся на окраинах Солнечной системы, как правило, состоят из летучих веществ (водяных, метановых и других льдов), испаряющихся при подлёте к Солнцу.

На данный момент обнаружено более 400 короткопериодических комет. Из них около 200 наблюдалось в более чем одном прохождении перигелия. Многие из них входят в так называемые семейства. Например, приблизительно 50 самых короткопериодических комет (их полный оборот вокруг Солнца длится 3-10 лет) образуют семейство Юпитера. Немного малочисленнее семейства Сатурна, Урана и Нептуна (к последнему, в частности, относится знаменитая комета Галлея).

Кометы, выныривающие из глубины космоса, выглядят как туманные объекты, за которыми тянется хвост, иногда достигающий в длину миллионов километров. Ядро кометы представляет собой тело из твёрдых частиц и льда, окутанное туманной оболочкой, которая называется комой. Ядро диаметром в несколько километров может иметь вокруг себя кому в 80 тыс. км в поперечнике. Потоки солнечных лучей выбивают частицы газа из комы и отбрасывают их назад, вытягивая в длинный дымчатый хвост, который волочится за ней в пространстве.

Яркость комет очень сильно зависит от их расстояния до Солнца. Из всех комет только очень малая часть приближается к Солнцу и Земле настолько, чтобы их можно было увидеть невооружённым глазом. Самые заметные из них иногда называют «большими (великими) кометами».

Астероиды. На настоящий момент в Солнечной системе обнаружены сотни тысяч астероидов. По состоянию на 26 сентября 2009 в базах данных насчитывался 460271 объект, у 219018 точно определены орбиты и им присвоен официальный номер. 15361 из них на этот момент имел официально утверждённые наименования. Предполагается, что в Солнечной системе может находиться от 1.1 до 1.9 миллиона объектов, имеющих размеры более 1 км. Большинство известных на данный момент астероидов сосредоточено в пределах пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера.

Самым крупным астероидом в Солнечной системе считалась Церера, имеющая размеры приблизительно 975×909 км, однако с 24 августа2006 года она получила статус карликовой планеты. Два других крупнейших астероида 2 Паллада и 4 Веста имеют диаметр ~500 км. 4 Веста является единственным объектом пояса астероидов, который можно наблюдать невооружённым глазом. Астероиды, движущиеся по другим орбитам, также могут быть наблюдаемы в период прохождения вблизи Земли.

Общая масса всех астероидов главного пояса оценивается в 3. 0-3.6×1021 кг, что составляет всего около 4 % от массы Луны. Масса Цереры – 0.95×1021 кг, то есть около 32 % от общей, а вместе с тремя крупнейшими астероидами 4 Веста (9 %), 2 Паллада (7 %), 10 Гигея (3 %) – 51 %, то есть абсолютное большинство астероидов имеют ничтожную, по астрономическим меркам, массу.

Звёзды.

Самым распространенным объектом во Вселенной являются звезды. Возникают они так: частицы газопылевого облака медленно притягиваются между собой за счет гравитационных сил. Плотность облака растет, возникшая непрозрачная сфера начинает вращаться, захватывая все больше частиц из окружающего пространства. Внешние слои давят на внутренние, давление и температура в глубине растут, согласно законам термодинамики, постепенно достигая нескольких миллионов градусов. Тогда в ядре протозвезды создаются условия для протекания реакции термоядерного синтеза гелия из водорода. Об этом «оповещают мир» потоки нейтрино, выделяющихся при такой реакции. В ее результате мощный поток электромагнитного излучения давит на внешние слои вещества, противодействуя гравитационному сжатию. Когда силы излучения и гравитации уравновешиваются, протозвезда становится звездой. Чтобы пройти эту стадию своей эволюции протозвезде нужно от нескольких миллионов лет (при массе больше солнечной) до нескольких сот миллионов лет (при массе меньше солнечной). Широко распространены двойные и кратные звезды, можно сказать, что это обычное явление. Они образуются рядом и вращаются вокруг общего центра масс. Их насчитывается около 50% от всех звезд.

Химический состав звезд по данным спектрального анализа в среднем такой: на 10000 атомов водорода приходится 1000 атомов гелия, 5 – кислорода, 2 – азота, 1 – углерода, еще меньше остальных элементов. Из-за высоких температур атомы ионизированы и находятся в состоянии плазмы – смеси ионов и электронов. В зависимости от массы и химического состава протозвездного облака молодая звезда попадает на определенный участок диаграммы Герцшпрунга-Рессела, представляющей из себя координатную плоскость, по вертикальной оси которой откладывается светимость звезды (к-во энергии, излучаемой в единицу времени), а по горизонтальной – спектральный класс (цвет звезды, зависящий от температуры поверхности). При этом синие звезды горячее красных. Для удобства вся последовательность спектров разбита на несколько участков, или спектральных классов. Эти спектральные классы обозначаются латинскими буквами: O – B – A – F – G – K – M – L – T Спектры звезд двух соседних спектральных классов еще сильно отличаются между собой. Поэтому потребовалось введение более тонкой градации – разделения спектров внутри каждого спектрального класса на 10 подклассов. После этого разделения часть последовательности спектров будет выглядеть так: … – B9 – A0 – A1 – A2 – A3 – A4 – A5 – A6 – A7 – A8 – A9 – F0 – F1 – F2 – … (желтое Солнце имеет класс G2, то есть оно посредине диаграммы, с температурой поверхности 6000о). Для удобства вся последовательность спектров разбита на несколько участков, или спектральных классов. Эти спектральные классы обозначаются латинскими буквами: O – B – A – F – G – K – M – L – T Спектры звезд двух соседних спектральных классов еще сильно отличаются между собой. Поэтому потребовалось введение более тонкой градации – разделения спектров внутри каждого спектрального класса на 10 подклассов. После этого разделения часть последовательности спектров будет выглядеть так: … – B9 – A0 – A1 – A2 – A3 – A4 – A5 – A6 – A7 – A8 – A9 – F0 – F1 – F2 – … Большинство звезд на диаграмме располагается вдоль главной последовательности – плавной кривой, идущей из левого верхнего в правый нижний угол диаграммы. По мере расходования водорода, масса ее меняется, и звезда смещается вправо вдоль главной последовательности. Звезды с массами порядка солнечной находятся на главной последовательности 10-15 млрд. лет (Солнце на ней уже около 4,5 миллиарда лет). Постепенно энергия в центре звезды иссякает, давление падает. Поскольку гравитации оно не противостоит, ядро сжимается, и температура там опять возрастает, но реакции протекают теперь только на границе ядра внутри звезды. Звезда разбухает, растет и ее светимость. Она сходит с главной последовательности в правый верхний угол диаграммы, превращаясь в красный гигант с радиусом больше радиуса орбиты Марса. Когда температура сжимающегося гелиевого (ведь водород «выгорел») ядра красного гиганта достигнет 100-150 млн. градусов, начинается синтез углерода из гелия. Когда и эта реакция исчерпает себя, происходит сброс внешних слоев. Горячие внутренние слои звезды оказываются на поверхности, раздувая отделившуюся оболочку излучением в планетарную туманность. Через несколько десятков тысяч лет оболочка рассеивается, и остается небольшая очень горячая плотная звезда. Остывая, она переходит в левый нижний угол диаграммы и превращается в белый карлик с радиусом не больше радиуса Земли. Белые карлики – жалкий финиш нормальной эволюции большинства звезд.

Некоторые звезды время от времени вспыхивают, сбрасывая часть оболочки и превращаясь в Новые звезды. При этом они каждый раз теряют порядка сотой доли процента своей массы. Реже случаются катастрофы, уничтожающие звезду – вспышки сверхновых, при которых за короткое время излучается энергии больше, чем от целой галактики. При взрыве звезда сбрасывает внешнюю газовую оболочку (так возникла при взрыве сверхновой 1054 г. Крабовидная туманность внутри которой теперь находится «звездный огарок» – пульсар PSR0531, излучающий даже в гамма-диапазоне). Последняя сверхновая вспыхнула рядом в 1987 г., в Большом Магеллановом Облаке, в 60 килопарсеках от нас. От этой сверхновой впервые зарегистрировано нейтринное излучение. Если масса звезды, оставшейся после катастрофы превосходит солнечную в 2,5 раза, белый карлик образоваться не может. Гравитация разрушает даже структуру атомов. При этом, согласно законам физики, резко ускоряется вращение.

В 1963 г. были открыты таинственные квазизвездные объекты (квазары), представляющие собой компактные образования, размером со звезду, но излучающие, как целая галактика. В их спектре на сплошном фоне излучения видны яркие линии, сильно смещенные в красную сторону, что говорит о том, что квазары удаляются от нас с огромной скоростью (и расположены очень далеко от нашей галактики). Природа квазаров окончательно не объяснена. Вспомним, что, согласно гипотезе русского физика А.Кушелева, «красное смещение» имеет иную природу, для объяснения которой нет необходимости воображать себе Большой Взрыв (хотя и в этом случае квазары оказываются одними из древнейших объектов Вселенной). И все же именно взрывного варианта пока придерживается большинство исследователей.

Выберите один правильный ответ.


1. Древние финикийцы первыми из мореплавателей
4) открыли Азию

2. Впервые термин «география» употребил
2) Эратосфен

3. Васко да Гама первым из европейцев
2) обогнул Африку, нашел путь в Индию

4. Одну из первых географических карт составил древнегреческий ученый
3) Геродот

5. Кто из путешественников открыл Америку?
3) Х. Колумб.

6. Кто из путешественников совершил первое кругосветное путешествие?
3) Ф. Магеллан

7. Кто из путешественников открыл Антарктиду?
4) Ф. Беллинсгаузен, М. Лазарев

8. Кто из путешественников открыл пролив между Евразией и Америкой?
1) В. Беринг

9. В освоении севера Европы и Азии приняли участие
1) С. Дежнев
3) А. Никитин

10. Установите соответствие между открытием и именем путешественника. Впишите в таблицу получившееся соответствие.

Земля во Вселенной. Как древние люди представляли себе Вселенную


1. Сформулируйте и запишите определение.
Вселенная – это космическое пространство и все, что его заполняет: космические, или небесные тела, газ, пыль.

2. Какие небесные тела были известны древним грекам?
Планеты, Луна, Солнце, звезды.

3. Допишите предложения.
Великий математик Пифагор предположил, что Земля имеет форму шара.
Аристарх Самосский считал, что центром Вселенной является не Земля, а Солнце

4. Используя дополнительные источники информации, заполните таблицу.

Изучение Вселенной: от Коперника до наших дней


1. Рассмотрите рисунки. Чем различались представления о системе мира Птолемея (а) и Коперника (б)?

Система мира по Птолемею.
Центр – Земля, вокруг неподвижного центра движутся Луна, Солнце, пять (изветсных в то время) планет, а также «сфера неподвижных звезд».
Система мира по Копернику.
Земля обращается вокруг Солнца. Центром мира является Солнце, вокруг которого движутся все планеты, вращаясь одновременно вокруг своих осей. Звезды неподвижны. Звезды образуют сферу, которая ограничивает Вселенную.

2. Какой вклад в развитие учения Николая Коперника внес Джордано Бруно? Ответ на вопрос запишите в виде плана.
Вселенная бесконечна, она не имеет и не может иметь единого центра. Солнце – центр Солнечной системы. Но само оно – одна из множеств звезд, вокруг которых обращаются планеты.

3. Какие открытия сделал Галилео Галилей? Какой прибор он использовал в своих исследованиях?
Телескоп. Увидел неровности на поверхности Луны, пятна на Солнце, открыл спутники Юпитера.

4. Заполните цепочку «Современная модель Вселенной».
Земля – солнечная система – галактика – метагалактика

5. Используя дополнительные источники информации, напишите небольшое сообщение о научной деятельности Н. Коперника, ж. Бруно, Г. Галилея.

Соседи Солнца


1. Что такое Солнечная система?
Солнце и движущиеся вокруг него небесные тела.

2. Перечислите космические тела, которые входят в состав Солнечной системы.
Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Солнце, астероиды, звезды, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

3. Допишите названия планет Солнечной системы.

Что же дальше?

32. Что же дальше?

    Достаточно надёжно описываемые формы материи, которые хорошо известны, составляют всего несколько процентов от общей плотности космологической материи. Изучение новых форм материи − темной материи и темной энергии − важнейшая проблема современной физики.

    Академик А. М. Черепащук: «Начиная от первых наивных представлений об устройстве Вселенной (X в. до н.э.) человечество в стремлении понять природу окружающего нас мира прошло через две научные революции: коперниковскую (переход от геоцентризма к гелиоцентризму) и Эйнштейна – Фридмана – Хаббла (переход от модели статической Вселенной к модели расширяющейся, эволюционирующей, Вселенной). Сейчас мы стоим на пороге третьей революции в астрономии (открытие ускоренного расширения Вселенной и осознание того факта, что барионная материя это лишь малая добавка к общей плотности всех видов материи во Вселенной).
    Современная космология берёт своё начало с первых десятилетий XX в. За почти 100 лет своего существования, считая от первых наблюдений Слайфера и космологической работы Эйнштейна, космология превратилась из области абстрактных и иногда близких к фантастическим рассуждений в одно из центральных направлений естествознания XXI в. Сегодня космология обладает прочным наблюдательным фундаментом, на основе которого развивается теория, основанная на достижениях современной физики, включая общую теорию относительности, ядерную физику и физику элементарных частиц. Особо следует отметить недавнее открытие бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере, что может дать новый импульс развитию теоретических исследований в области космологии.
    Космология ставит новые проблемы, выдвигает новые идеи и гипотезы, делает смелые предсказания, которые находятся на переднем крае науки, и даёт широкую и богатую картину окружающего нас мира, ставшую уже неотъемлемой частью общей культуры человечества».

    Сегодняшнее описание окружающего нас мира схематически показано на диаграмме (рис. 60).

  1. Природа темной материи
  2. Природа темной энергии
  3. Стабильность протона
  4. Асимметрия вещество-антивещество
  5. Почему существуют три поколения фундаментальных частиц
  6. состоящих из пары кварков и лептонов?
  7. Существуют ли четвертое, пятое…. поколения фундаментальных частиц?
  8. Почему существуют кварки и лептоны. и чем вызвано различие между ними?
  9. Почему фундаментальными частицами вещества являются фермионы. в то время как фундаментальными переносчиками взаимодействия − бозоны?
  10. Почему разные фундаментальные частицы имеют разные массы?
  11. Почему различаются пространственная и временная степени свободы?
  12. Живем ли мы в четырехмерном пространстве-времени, или оно имеет большее число измерений?
  13. Существуют ли кванты пространства и времени?

Рис. 60. Проблемы современной модели Вселенной

    Современное представление об эволюции Вселенной приведено в таблице 21. Стандартная модель хорошо описывает все известные частицы и взаимодействия между ними. Стандартная космологическая модель, базирующаяся на специальной и общей теории относительности, в целом правильно описывает динамику материи во Вселенной. Расширение Вселенной началось с инфляционной стадии Большого взрыва. Инфляционная стадия привела к образованию однородной и изотропной Вселенной. Вслед за стадией инфляции произошли рождение и аннигиляция частиц, образование протонов, нейтронов, гелия во время дозвездного нуклеосинтеза, образование реликтового излучения. Реликтовое излучение дает информацию о состоянии Вселенной в возрасте 300 тыс. лет.

Таблица 21

Эволюция Вселенной

Время

Температура

Состояние Вселенной

10-45 – 10-37 сек

Более 1026K

Инфляционное расширение

10-6 сек

Более 1013K

Появление кварков и электронов

10-5 cек

1012K

Образование протонов и нейтронов

10-4 сек – 3 мин

1011 – 109 K

Возникновение ядер дейтерия, гелия и лития

400 тыс. лет

4000 К

Образование атомов

15 млн. лет

300 K

Продолжение расширения газового облака

1 млрд. лет

20 K

Зарождение первых звезд и галактик

3 млрд. лет

10 K

Образование тяжелых ядер при взрывах звезд

10 – 15 млрд. лет

3 K

Появление планет и разумной жизни

1014 лет

10-2 K

Прекращение процесса рождения звезд

1037 лет

10-18 K

Прекращение выделения энергии в звездах

1040 лет

10-20 K

Испарение черных дыр и рождение элементарных частиц

10100 лет

10-60 – 10-40 K

Завершение испарения всех черных дыр

    Неоднородности в распределении вещества во Вселенной привели к образованию звезд и галактик. В результате взрыва сверхновых звезд Вселенная обогащается тяжелыми химическими элементами. Сравнение распространенности химических элементов во Вселенной на Земле и в организме человека приведено в таблице 22.

Таблица 22.

Содержание химических элементов во Вселенной, земной коре и организме человека (по массе)

Вселенная

Земная кора

Человек

Химический элемент Содержание, % Химический элемент Содержание, % Химический элемент Содержание, %
Водород 74 Кислород 49. 5 Кислород 65
Гелий 24 Кремний 25.3 Углерод 18
Кислород 1.1 Алюминий 7.5 Водород 10
Углерод 0.5 Железо 5.1 Азот 3
Неон 0. 1 Кальций 3.4 Кальций 1.5
Железо 0.1 Натрий 2.6 Фосфор 1
    Магний 1.9    
    Водород 1.0    

    Почему наблюдается такое различие в содержании химических элементов во Вселенной, земной коре и организме человека?

  • Во Вселенной происходит образование химических элементов.
  • Земля удерживает химические элементы за счет гравитационного поля Земли. Поэтому она не может удержать такие легкие химические элементы, как водород и гелий. Часть химических элементов удерживается на Земле только потому, что они присутствуют в различных химических соединениях.
  • Человек выбирает из химических элементов Земли элементы, необходимые для его жизненного цикла.

    В настоящее время Вселенная расширяется ускоренно. Это приводит к тому, что увеличивается расстояние между гравитационно несвязанными объектами Вселенной. Расширение Вселенной должно приводить к прекращению процесса рождения звезд. По мере выгорания химических элементов в звездах будет происходить прекращение выделения энергии в звездах. Конечным этапом эволюции Вселенной в случае её ускоренного расширения будет смерть Вселенной.
    Через ~9 млрд. лет после Большого взрыва образовалась солнечная система и наша планета Земля. Через 3 млрд. лет на Земле появилась жизнь − первые микроорганизмы, и совсем недавно по космическим масштабам − 2 млн. лет назад − на Земле появился человек. Человек освоился на планете Земля, стал осознавать свое место во Вселенной.
    Окружающий мир, в котором мы живем, удачно приспособлен для нашего существования. Одиноки ли мы во Вселенной? В настоящее время отсутствуют какие-либо наблюдательные данные о других цивилизациях. Во Вселенной происходят неравновесные процессы, что может приводить к самоорганизации материи − образованию сложных «строительных блоков», из которых состоят живые организмы на Земле. Наконец, нельзя отрицать возможность других форм материи, обладающих разумом.
    Природа бросила очередной вызов человеку. Решение перечисленных выше проблем, безусловно, приведет к более глубокому пониманию окружающего мира и его дальнейшей эволюции.

 

Космологические модели Вселенной (курсовая работа)

Содержание

Введение.   Строение Вселенной в Древности

1. 1      Пироцентрическая модель Вселенной

1.2      Геоцентрическая модель Вселенной

1.3      Гелиоцентрическая модель Вселенной.  Космологические модели Вселенной

2.1      Космология

2.2      Стационарная модель Вселенной

2.3      Нестационарная модель Вселенной

2.4      Современные исследования космологических моделей Вселенной. Нобелевская премия за открытие ускоренного расширения Вселенной

2.5      Темная материя

2.6      Темная энергия

Заключение

Литература

 

Введение

Вселенная как целое является предметом особой астрономической науки – космологии, имеющей древнюю историю. Истоки ее уходят в античность. Космология долгое время находилась под значительным влиянием религиозного мировоззрения, будучи не столько предметом познания, сколько делом веры.

Начиная с XIX в. космологические проблемы – не дело веры, а предмет научного познания. Они решаются с помощью научных понятий, представлений, теорий, а также приборов и инструментов, позволяющих понять, какова структура вселенной и как она сформировалась. В XX в. был достигнут существенный прогресс в научном понимании природы и эволюции Вселенной как целого. Конечно, понимание этих проблем пока еще далеко от своего завершения, и, несомненно, будущее приведет к новым великим переворотам в принятых сейчас взглядах на картину мироздания. Тем не менее, важно отметить, что здесь мы имеем дело именно с наукой, с рациональным знанием, а не с верованиями и религиозными убеждениями.

Актуальность данной работы обусловлена, с одной стороны, большим интересом к строению Вселенной в современной науке, с другой стороны, ее недостаточной разработанностью, а также вниманием к Вселенной в современном мире.

Объект исследования: Вселенная.

Предмет исследования: модели строения Вселенной.

Цель работы: рассмотреть современные космологические модели Вселенной.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

)        Проанализировать литературу по курсу общей физики и астрономии, в связи с выбором предмета исследования.

)        Проследить историю космологических исследований.

)        Рассмотреть современные космологические модели.

)        Подобрать иллюстративный материал.

Курсовая работа состоит из введения, трех глав, заключения и библиографии. Глава 1 посвящена истории строения Вселенной, Глава 2 рассматривает космологические модели Вселенной, Глава 3 открывает современные исследования космологических моделей, в заключении подводятся итоги о проделанной работе.

 

Глава 1. Строение Вселенной в Древности

1.1      Пироцентрическая модель Вселенной

Путь к пониманию положения нашей планеты и живущего на ней человечества во Вселенной был очень непростым и подчас весьма драматичным. В древности было естественным считать, что Земля является неподвижной, плоской и находится в центре мира. Казалось, что вообще весь мир создан ради человека. Подобные представления получили название антропоцентризма (от греч. antropos – человек). Многие идеи и мысли, которые в дальнейшем отразились в современных научных представлениях о природе, в частности в астрономии, зародились в Древней Греции, еще за несколько веков до нашей эры. Трудно перечислить имена всех мыслителей и их гениальные догадки. Выдающийся математик Пифагор (VI в. до н. э.) был убежден, что «в мире правит число». Считается, что именно Пифагор первым высказал мысль о том, что Земля, как и все другие небесные тела, имеет шарообразную форму и находится во Вселенной без всякой опоры. Пифагорейцы предложили пироцентрическую модель Вселенной, в которой звёзды, Солнце, Луна и шесть планет обращаются вокруг Центрального Огня (Гестии). Чтобы всего получилось священное число – десять – сфер, шестой планетой объявили Противоземлю (Антихтон). Как Солнце, так и Луна, по этой теории, светили отражённым светом Гестии. Это была первая математическая система мира – у остальных древних космогонистов работало скорее воображение, чем логика. Расстояния между сферами светил у пифагорейцев соответствовали музыкальным интервалам в гамме; при вращении их звучит «музыка сфер», неслышимая нами. Пифагорейцы считали Землю шарообразной и вращающейся, отчего и происходит смена дня и ночи. У пифагорейцев возникло впервые и понятие эфира. Это самый верхний, чистый и прозрачный слой воздуха, место пребывания богов [1].

 

1.2    Геоцентрическая модель Вселенной

Другой не менее известный ученый древности, Демокрит – основоположник представлений об атомах, живший за 400 лет до нашей эры, – считал, что Солнце во много раз больше Земли, что Луна сама не светится, а лишь отражает солнечный свет, а Млечный Путь состоит из огромного количества звезд. Обобщить все знания, которые были накоплены к IV в. до н. э., смог выдающийся философ античного мира Аристотель (384-322 до н. э.).

Рис. 1. Геоцентрическая система мира Аристотеля-Птолемея.

Его деятельность охватывала все естественные науки – сведения о небе и Земле, о закономерностях движения тел, о животных и растениях и т. д. Главной заслугой Аристотеля как ученого-энциклопедиста было создание единой системы научных знаний. На протяжении почти двух тысячелетий его мнение по многим вопросам не подвергалось сомнению. Согласно Аристотелю, все тяжелое стремится к центру Вселенной, где скапливается и образует шарообразную массу – Землю. Планеты размещены на особых сферах, которые вращаются вокруг Земли. Такая система мира получила название геоцентрической (от греческого названия Земли – Гея). Аристотель не случайно предложил считать Землю неподвижным центром мира. Если бы Земля перемещалась, то, по справедливому мнению Аристотеля, было бы заметно регулярное изменение взаимного расположения звезд на небесной сфере. Но ничего подобного никто из астрономов не наблюдал. Только в начале XIX в. было наконец-то обнаружено и измерено смещение звезд (параллакс), происходящее вследствие движения Земли вокруг Солнца. Многие обобщения Аристотеля были основаны на таких умозаключениях, которые в то время не могли быть проверены опытом. Так, он утверждал, что движение тела не может происходить, если на него не действует сила. Как вы знаете из курса физики, эти представления были опровергнуты только в XVII в. во времена Галилея и Ньютона [6].

 

1.3    Гелиоцентрическая модель Вселенной

Среди ученых древности выделяется смелостью своих догадок Аристарх Самосский, живший в III в. до н. э. Он первым определил расстояние до Луны, вычислил размеры Солнца, которое, по его данным, оказалось в 300 с лишним раз больше Земли по объему. Вероятно, эти данные стали одним из оснований для вывода о том, что Земля вместе с другими планетами движется вокруг этого самого крупного тела. В наши дни Аристарха Самосского стали называть «Коперником античного мира». Этот ученый внес новое в учение о звездах. Он считал, что они отстоят от Земли неизмеримо дальше, чем Солнце. Для той эпохи это открытие было весьма важным: из уютного домашнего мирка Вселенная превращалась в необъятный гигантский мир. В этом мире Земля с ее горами и равнинами, с лесами и полями, с морями и океанами становилась крошечной пылинкой, затерянной в грандиозном пустом пространстве. К сожалению, труды этого замечательного ученого до нас практически не дошли, и более полутора тысяч лет человечество было уверено, что Земля – это неподвижный центр мира. В немалой степени этому способствовало математическое описание видимого движения светил, которое разработал для геоцентрической системы мира один из выдающихся математиков древности – Клавдий Птолемей во II в. н.э. Наиболее сложной задачей оказалось объяснение петлеобразного движения планет [2].

Птолемей в своем знаменитом сочинении «Математический трактат по астрономии» (оно более известно как «Альмагест») утверждал, что каждая планета равномерно движется по эпициклу- малому кругу, центр которого движется вокруг Земли по деференту – большому кругу. Тем самым ему удалось объяснить особый характер движения планет, которым они отличались от Солнца и Луны. Система Птолемея давала чисто кинематическое описание движения планет – иного наука того времени предложить не могла. Вы уже убедились, что использование модели небесной сферы при описании движения Солнца, Луны и звезд позволяет вести многие полезные для практических целей расчеты, хотя реально такой сферы не существует. То же справедливо и в отношении эпициклов и деферентов, на основе которых можно с определенной степенью точности рассчитывать положение планет.

Рис. 2. Движение Земли и Марса.

Однако с течением времени требования к точности этих расчетов постоянно возрастали, приходилось добавлять все новые и новые эпициклы для каждой планеты. Все это усложняло систему Птолемея, делая ее излишне громоздкой и неудобной для практических расчетов. Тем не менее геоцентрическая система оставалась незыблемой еще около 1000 лет. Ведь после расцвета античной культуры в Европе наступил длительный период, в течение которого не было сделано ни одного существенного открытия в астрономии и многих других науках. Только в эпоху Возрождения начинается подъем в развитии наук, в котором астрономия становится одним из лидеров. В 1543 г. была издана книга выдающегося польского ученого Николая Коперника (1473-1543), в которой он обосновал новую – гелиоцентрическую – систему мира. Коперник показал, что суточное движение всех светил можно объяснить вращением Земли вокруг оси, а петлеобразное движение планет – тем, что все они, включая Землю, обращаются вокруг Солнца [3].

На рисунке показано движение Земли и Марса в тот период, когда, как нам кажется, планета описывает на небе петлю. Создание гелиоцентрической системы ознаменовало новый этап в развитии не только астрономии, но и всего естествознания. Особо важную роль сыграла идея Коперника о том, что за видимой картиной происходящих явлений, которая кажется нам истинной, надо искать и находить недоступную для непосредственного наблюдения сущность этих явлений. Гелиоцентрическая система мира, обоснованная, но не доказанная Коперником, получила свое подтверждение и развитие в трудах таких выдающихся ученых, как Галилео Галилей и Иоганн Кеплер.

Галилей (1564-1642), одним из первых направивший телескоп на небо, истолковал сделанные при этом открытия как доводы в пользу теории Коперника. Открыв смену фаз Венеры, он пришел к выводу, что такая их последовательность может наблюдаться только в случае ее обращения вокруг Солнца [7].

Рис. 3. Гелиоцентрическая система мира.

Обнаруженные им четыре спутника планеты Юпитер также опровергали представления о том, что Земля является единственным в мире центром, вокруг которого может происходить вращение других тел. Галилей не только увидел горы на Луне, но даже измерил их высоту. Наряду с несколькими другими учеными он также наблюдал пятна на Солнце и заметил их перемещение по солнечному диску. На этом основании он заключил, что Солнце вращается и, следовательно, имеет такое движение, которое Коперник приписывал нашей планете. Так был сделан вывод о том, что Солнце и Луна имеют определенное сходство с Землей. Наконец, наблюдая в Млечном Пути и вне его множество слабых звезд, недоступных невооруженному глазу, Галилей сделал вывод о том, что расстояния до звезд различны и никакой «сферы неподвижных звезд» не существует. Все эти открытия стали новым этапом в осознании положения Земли во Вселенной [4].

 

Глава 2. Космологические модели Вселенной

2.1 Космология

В переводе с греческого космология означает «описание мирового порядка». Это научная дисциплина, призванная найти наиболее общие законы движения Материи и построить понимание Вселенной как гармоничного единого целого. В идеале в ней (в космологической теории) не должно быть места случайности, но все наблюдаемые в Космосе явления должны представать как проявления общих законов движения Материи. Таким образом, космология – это ключи к пониманию всего, что происходит как в макрокосмосе, так и в микрокосмосе.

Космология – раздел астрономии и астрофизики, изучающий происхождение, крупномасштабную структуру и эволюцию Вселенной. Данные для космологии в основном получают из астрономических наблюдений. Для их интерпретации в настоящее время используется общая теория относительности А.Эйнштейна (1915). Создание этой теории и проведение соответствующих наблюдений позволило в начале 1920-х годов поставить космологию в ряд точных наук, тогда как до этого она скорее была областью философии. Сейчас сложились две космологические школы: эмпирики ограничиваются интерпретацией наблюдательных данных, не экстраполируя свои модели в неизученные области; теоретики пытаются объяснить наблюдаемую Вселенную, используя некоторые гипотезы, отобранные по принципу простоты и элегантности. Широкой известностью пользуется сейчас космологическая модель Большого взрыва, согласно которой расширение Вселенной началось некоторое время тому назад из очень плотного и горячего состояния; обсуждается и стационарная модель Вселенной, в которой она существует вечно и не имеет ни начала, ни конца [5].

 

2.2 Стационарная модель Вселенной

Начало новой теории происхождения Вселенной было положено публикацией в 1916 году работы Альберта Эйнштейна “Основы общей теории относительности”.

Эта работа является основой Релятивистской Теории Гравитации, на которую, в свою очередь, опирается современная космология. Общая теория относительности применяется уже ко всем системам отсчета (а не только к движущимися с постоянной скоростью друг относительно друга) и выглядит математически гораздо сложнее, чем специальная (чем и объясняется разрыв в одиннадцать лет между их публикацией). Она включает в себя как частный случай специальную теорию относительности (и, следовательно, законы Ньютона). При этом общая теория относительности идёт значительно дальше всех своих предшественниц. В частности, она дает новую интерпретацию гравитации. Общая теория относительности делает мир четырехмерным: к трем пространственным измерениям добавляется время. Все четыре измерения неразрывны, поэтому речь идет уже не о пространственном расстоянии между двумя объектами, как это имеет место в трехмерном мире, а о пространственно-временных интервалах между событиями, которые объединяют их удаленность друг от друга – как по времени, так и в пространстве. То есть пространство и время рассматриваются как четырехмерный пространственно-временной континуум или, попросту, пространство-время. Уже в 1917 году сам Эйнштейн предложил выведенную им из своих уравнений поля модель пространства, известную ныне как Модель Вселенной Эйнштейна. По своей сути это была стационарная модель. Чтобы не вступать в противоречие со статичностью, Эйнштейн модифицировал свою теорию, введя в уравнения так называемую космологическую постоянную. Он ввел новую «антигравитационную» силу, которая в отличие от других сил не порождалась каким-либо источником, а была заложена в саму структуру пространства-времени. Эйнштейн утверждал, что пространство – время само по себе всегда расширяется и этим расширением точно уравновешивается притяжение всей остальной материи во Вселенной, так что в результате Вселенная оказывается статической.

С учётом космологической постоянной уравнения Эйнштейна имеют вид:

где Л – космологическая постоянная, gab – метрический тензор, Rab – тензор Риччи, R – скалярная кривизна, Tab – тензор энергии-импульса, c – скорость света, G – гравитационная постоянная Ньютона.

«Вселенная, изображаемая теорией относительности Эйнштейна, подобна раздувающемуся мыльному пузырю. Она – не его внутренность, а пленка. Поверхность пузыря двумерна, а пузырь Вселенной имеет четыре измерения: три пространственных и одно – временное», – так писал некогда видный английский физик Джеймс Джинс. Этот современный ученый (он умер в 1946 году) как бы возродил старую идею последователей Платона и Пифагора о том, что все вокруг – чистая математика, и бог, создавший эту математическую Вселенную, сам был великим математиком [8].

Но и Эйнштейн тоже был великим математиком. Его формулы позволяют вычислить радиус этой Вселенной. Поскольку кривизна ее зависит от массы тел, которые ее составляют, то надо знать среднюю плотность материи. Астрономы в течение многих лет изучали одни и те же маленькие участки неба и скрупулезно подсчитывали количество материи в них. Оказалось, что плотность равна приблизительно 10 -30 г/см 3 . Если подставить эту цифру в формулы Эйнштейна, то, во-первых, получится положительная величина кривизны, то есть наша Вселенная замкнута! – а, во-вторых, радиус ее равен 35 миллиардам световых лет. Это значит, что хотя Вселенная и конечна, но она огромна – луч света, мчась по Большому Космическому кругу, вернется в ту же точку через 200 миллиардов земных лет!

Это не единственный парадокс вселенной Эйнштейна. Она не только конечна, но безгранична, она еще и непостоянна. Свою теорию Альберт Эйнштейн сформулировал в виде десяти очень сложных, так называемых нелинейных дифференциальных уравнений. Однако далеко не все ученые отнеслись к ним как к десяти заповедям, допускающим лишь одно-единственное толкование. Да это и не удивительно – ведь точно решить такие уравнения современная математика не умеет, а приближенных решений может быть много.

 

2.3 Нестационарная модель Вселенной

Первые принципиально новые революционные космологические следствия общей теории относительности раскрыл выдающийся советский математик и физик-теоретик Александр Александрович Фридман (1888-1925).

Основными уравнениями общей теории относительности являются «мировые уравнения» Эйнштейна, которые описывают геометрические свойства, или метрику, четырехмерного искривленного пространства – времени.

Решение их позволяет в принципе построить математическую модель Вселенной. Первую такую попытку предпринял сам Эйнштейн. Считая радиус кривизны пространства постоянным (т. е. исходя из предположения о стационарности Вселенной в целом, что представлялось наиболее разумным), он пришел к выводу, что Вселенная должна быть пространственно конечной и иметь форму четырехмерного цилиндра. В 1922-1924 гг. Фридман выступил с критикой выводов Эйнштейна. Он показал необоснованность его исходного постулата – о стационарности, неизменности во времени Вселенной. Проанализировав мировые уравнения, Фридман пришел к заключению, что их решение ни при каких условиях не может быть однозначным и не может дать ответа на вопрос о форме Вселенной, ее конечности или бесконечности [10].

Исходя из противоположного постулата – о возможном изменении радиуса кривизны мирового пространства во времени, Фридман нашел нестационарные решения «мировых уравнений». В качестве примера таких решений он построил три возможные модели Вселенной. В двух из них радиус кривизны пространства монотонно растет, и Вселенная расширяется (в одной модели – из точки, в другой – начиная с некоторого конечного объема). Третья модель рисовала картину пульсирующей Вселенной с периодически меняющимся радиусом кривизны.

Модель Фридмана опирается на представления об изотропном, однородном и нестационарном состоянии Вселенной:

Ø  Изотропность указывает на то, что во Вселенной не существует каких-либо выделенных точек направлений, то есть ее свойства не зависят от направления.

Ø  Однородность Вселенной характеризует распределение вещества в ней. Эту равномерность распределения вещества можно обосновать, подсчитывая число галактик до данной видимой звездной величины. Согласно наблюдениям, плотность вещества в видимой нами части пространства в среднем одинакова.

Ø  Нестационарность означает, что Вселенная не может находиться в статичном, неизменном состоянии, а должна либо расширяться, либо сжиматься

В современной космологии три этих утверждения называются космологическими постулатами. Совокупность этих постулатов является основополагающим космологическим принципом. Космологический принцип непосредственно вытекает из постулатов общей теории относительности. А.Фридман, на базе выдвинутых им постулатов, создал модель строения Вселенной, в которой все галактики удаляются друг от друга. Эта модель похожа на равномерно раздувающийся резиновый шар, все точки пространства которого удаляются друг от друга. Расстояние между любыми двумя точками увеличивается, однако ни одну из них нельзя назвать центром расширения. Причем, чем больше расстояние между точками, тем быстрее они удаляются друг от друга. Сам Фридман рассматривал только одну модель строения Вселенной, в которой пространство изменяется по параболическому закону. То есть, вначале оно будет медленно расширяться, а затем, под влиянием сил гравитации – расширение сменится сжатием до первоначальных размеров. Его последователи показали, что существует как минимум три модели, для которых выполняются все три космологических постулата. Параболическая модель А.Фридмана – один из возможных вариантов. Несколько иное решение задачи нашел голландский астроном В. де Ситтер. Пространство Вселенной в его модели гиперболическое, то есть расширение Вселенной происходит с нарастающим ускорением. Скорость расширения настолько велика, что гравитационное воздействие не может препятствовать этому процессу. Он фактически предсказал расширение Вселенной. Третий вариант поведения Вселенной рассчитал бельгийский священник Ж. Леметр. В его модели Вселенная будет расширяться до бесконечности, однако темп расширения будет постоянно снижаться – эта зависимость носит логарифмический характер. В этом случае скорость расширения только-только достаточна, чтобы избежать сжатия до нуля. В первой модели пространство искривлено и замкнуто само на себя. Это сфера, поэтому размеры его конечны. Во второй модели пространство искривлено иначе, в форме гиперболического параболоида (или седла), пространство бесконечно. В третьей модели с критической скоростью расширения пространство плоское, и, следовательно, тоже бесконечное [11].

Первоначально эти гипотезы воспринимались как казус, в том числе и А. Эйнштейном. Однако, уже в 1926 году, произошло эпохальное событие в космологии, которое подтвердило правильность расчетов Фридмана – Де Ситтера – Леметра. Таким событием, оказавшим воздействие на построение всех существующих моделей Вселенной, явились работы американского астронома Эдвина П. Хаббла. В 1929 году при проведении наблюдений на крупнейшем в то время телескопе, он установил, что свет, идущий к Земле из далеких галактик, смещается в сторону длинноволновой части спектра. Это явление, получившее название «Эффект красного смещения» имеет в своей основе принцип, открытый известным физиком К. Доплером. Эффект Доплера говорит о том, что в спектре источника излучения, приближающегося к наблюдателю линии спектра смещены в коротковолновую (фиолетовую) сторону, в спектре источника, удаляющегося от наблюдателя спектральные линии смещены в красную (длинноволновую) сторону.

Эффект красного смещения свидетельствует об удалении галактик от наблюдателя. За исключением знаменитой Туманности Андромеды и нескольких, ближайших к нам звездных систем, все остальные галактики удаляются о нас. Более того, оказалось, что скорость разлета галактик не одинакова в различных частях Вселенной. Они удаляются от нас тем быстрее, чем дальше расположены. Иначе говоря, величина красного смещения оказалась пропорциональной расстоянию до источника излучения – такова строгая формулировка открытого закона Хаббла. Закономерная связь скорости удаления галактик с расстоянием до них описывается с помощью постоянной Хаббла (Н, км/сек на 1 мегапарсек расстояния).

V = Hr ,

где V – скорость удаления галактик, H – постоянная Хаббла, r – расстояние между ними.

Величина этой постоянной до сих пор окончательно не установлена. Различные ученые определяют ее в интервале 80 ± 17 км/ сек на каждый мегапарсек расстояния. Явление красного смещения получило объяснение в феномене «разбегания галактик». В связи с этим, на первый план выдвигаются проблемы исследования расширения Вселенной и определения ее возраста по продолжительности этого расширения [12].

Большинство современных космологов понимают это расширение, как расширение действительно всей мыслимой и существующей Вселенной… К сожалению, ранняя смерть не позволила гениальному теоретику Вселенной А. А. Фридману, идеи которого более полувека направляют мысль космологов, самому принять участие в дальнейшем революционном развитии процесса обновления космологической картины мира. Опыт истории развития знаний о мире подсказывает, однако, что и современная релятивистская космологическая картина мира, будучи результатом экстраполяции на все мыслимое «целое» знаний об ограниченной части Вселенной, неизбежно неточна. Поэтому можно думать, что она скорее отражает свойства ограниченной части Вселенной (которую и можно назвать Метагалактикой), причем, возможно, лишь один из этапов ее развития (что допускает релятивистская космология и что может проясниться с уточнением средней плотности материи в Метагалактике). В настоящее время, однако, в этом пункте картина мира остается неопределенной.

 

Глава 3. Современные исследования космологических моделей Вселенной

.1 Нобелевская премия за открытие ускоренного расширения Вселенной

Современная космология – это сложная, комплексная и быстроразвивающаяся система естественно – научных (астрономия, физика, химия и др.) и философских знаний о Вселенной в целом, основанная как на наблюдательных данных, так и на теоретических выводах, относящихся к охваченной астрономическими наблюдениями части вселенной.

Совсем недавно, в области современной космологии было сделано открытие, которое в будущем сможет изменить наши представления о происхождении и эволюции нашей Вселенной. Ученые, внесшие огромный вклад в развитие этого открытия, были награждены за свои труды Нобелевской премией.

Нобелевская премия была вручена американцу Солу Перлмуттеру, австралийцу Брайану Шмидту и американцу Адаму Рису за открытие ускоренного расширения Вселенной.

В 1998 году ученые обнаружили, что Вселенная расширяется с ускорением. Открытие было сделано благодаря изучению сверхновых типа Ia. Сверхновые – это звезды, которые время от времени ярко вспыхивают на небосклоне и затем довольно быстро тускнеют. Благодаря своим уникальным свойствам эти звезды используют в качестве маркеров для определения того, как космологические расстояния изменяются со временем. Вспышка сверхновой – это момент в жизни массивной звезды, когда она испытывает катастрофический взрыв. Сверхновые бывают разных типов в зависимости от конкретных обстоятельств, предшествующих катаклизму. При наблюдениях тип вспышки определяют по спектру и форме кривой блеска. Сверхновые, получившие обозначение Ia, возникают при термоядерном взрыве белого карлика, масса которого превысила пороговое значение ~1,4 массы Солнца, называемое пределом Чандрасекара. Пока масса белого карлика меньше порогового значения, сила гравитации звезды уравновешивается давлением вырожденного электронного газа. Но если в тесной двойной системе с соседней звезды на него перетекает вещество, то в определенный момент электронное давление оказывается недостаточным и звезда взрывается, а астрономы регистрируют еще одну вспышку сверхновой типа Ia. Поскольку пороговая масса и причина, по которой белый карлик взрывается, всегда одинаковы, такие сверхновые в максимуме блеска должны иметь одинаковую, причем весьма большую светимость и могут служить «стандартной свечой» для определения межгалактических расстояний. Если собрать данные по многим таким сверхновым и сравнить расстояния до них с красными смещениями галактик, в которых случались вспышки, то можно определить, как менялся в прошлом темп расширения Вселенной, и подобрать соответствующую космологическую модель [9].

Изучая удаленные от Земли сверхновые, ученые обнаружили, что они как минимум на четверть тусклее, чем предсказывает теория – это означает, что звезды расположены слишком далеко. Рассчитав, таким образом, параметры расширения Вселенной, ученые установили, что этот процесс происходит с ускорением.

 

3.2 Темная материя

Темная материя сродни обычному веществу в том смысле, что она способна собираться в сгустки (размером, скажем, с галактику или скопление галактик) и участвует в гравитационных взаимодействиях так же, как обычное вещество. Скорее всего, она состоит из новых, не открытых еще в земных условиях частиц.

Помимо космологических данных, в пользу существования темной материи служат измерения гравитационного поля в скоплениях галактик и в галактиках. Имеется несколько способов измерения гравитационного поля в скоплениях галактик, один из которых – гравитационное линзирование, проиллюстрированное на рис. 4.

Рис. 4. Гравитационное линзирование.

Гравитационное поле скопления искривляет лучи света, испущенные галактикой, находящейся за скоплением, т. е. гравитационное поле действует как линза. При этом иногда появляются несколько образов этой удаленной галактики; на левой половине рис. 7 они имеют голубой цвет. Искривление света зависит от распределения массы в скоплении, независимо от того, какие частицы эту массу создают. Восстановленное таким образом распределение массы показано на правой половине рис. 7 голубым цветом; видно, что оно сильно отличается от распределения светящегося вещества. Измеренные подобным образом массы скоплений галактик согласуются с тем, что темная материя вкладывает около 25% в полную плотность энергии во Вселенной. Напомним, что это же число получается из сравнения теории образования структур (галактик, скоплений) с наблюдениями [13].

Темная материя имеется и в галактиках. Это опять-таки следует из измерений гравитационного поля, теперь уже в галактиках и их окрестностях. Чем сильнее гравитационное поле, тем быстрее вращаются вокруг галактики звезды и облака газа, так что измерения скоростей вращения в зависимости от расстояния до центра галактики позволяют восстановить распределение массы в ней.

Что собой представляют частицы темной материи? Ясно, что эти частицы не должны распадаться на другие, более легкие частицы, иначе бы они распались за время существования Вселенной. Сам этот факт свидетельствует о том, что в природе действует новый, не открытый пока закон сохранения, запрещающий этим частицам распадаться. Аналогия здесь с законом сохранения электрического заряда: электрон – это легчайшая частица с электрическим зарядом, и именно поэтому он не распадается на более легкие частицы (например, нейтрино и фотоны). Далее, частицы темной материи чрезвычайно слабо взаимодействуют с нашим веществом, иначе они были бы уже обнаружены в земных экспериментах. Дальше начинается область гипотез. Наиболее правдоподобной (но далеко не единственной!) представляется гипотеза о том, что частицы темной материи в 100-1000 раз тяжелее протона, и что их взаимодействие с обычным веществом по интенсивности сравнимо с взаимодействием нейтрино. Именно в рамках этой гипотезы современная плотность темной материи находит простое объяснение: частицы темной материи интенсивно рождались и аннигилировали в очень ранней Вселенной при сверхвысоких температурах (порядка 1015 градусов), и часть их дожила до наших дней. При указанных параметрах этих частиц их современное количество во Вселенной получается как раз такое, какое нужно [14].

Можно ли ожидать открытия частиц темной материи в недалеком будущем в земных условиях? Поскольку мы сегодня не знаем природу этих частиц, ответить на этот вопрос вполне однозначно нельзя. Тем не менее, перспектива представляется весьма оптимистической.

Имеется несколько путей поиска частиц темной материи. Один из них связан с экспериментами на будущих ускорителях высокой энергии – коллайдерах. Если частицы темной материи действительно тяжелее протона в 100-1000 раз, то они будут рождаться в столкновениях обычных частиц, разогнанных на коллайдерах до высоких энергий (энергий, достигнутых на существующих коллайдерах, для этого не хватает). Ближайшие перспективы здесь связаны со строящимся в международном центре ЦЕРН под Женевой Большим адронным коллайдером (LHC), на котором будут получены встречные пучки протонов с энергией 7×7 Тераэлектронвольт. Нужно сказать, что согласно популярным сегодня гипотезам, частицы темной материи – это лишь один представитель нового семейства элементарных частиц, так что наряду с открытием частиц темной материи можно надеяться на обнаружение на ускорителях целого класса новых частиц и новых взаимодействий. Космология подсказывает, что известными сегодня «кирпичиками» мир элементарных частиц далеко не исчерпывается!

Другой путь состоит в регистрации частиц темной материи, которые летают вокруг нас. Их отнюдь не мало: при массе, равной 1000 масс протона, этих частиц здесь и сейчас должно быть 1000 штук в кубическом метре. Проблема в том, что они крайне слабо взаимодействуют с обычными частицами, вещество для них прозрачно. Тем не менее, частицы темной материи изредка сталкиваются с атомными ядрами, и эти столкновения можно надеяться зарегистрировать. Поиск в этом направлении ведется с помощью целого ряда высокочувствительных детекторов, помещенных глубоко под землей, где резко снижен фон от космических лучей.

Наконец, еще один путь связан с регистрацией продуктов аннигиляции частиц темной материи между собой. Эти частицы должны скапливаться в центре Земли и в центре Солнца (вещество для них практически прозрачно, и они способны проваливаться внутрь Земли или Солнца). Там они аннигилируют друг с другом, и при этом образуются другие частицы, в том числе нейтрино. Эти нейтрино свободно проходят сквозь толщу Земли или Солнца, и могут быть зарегистрированы специальными установками – нейтринными телескопами. Один из таких нейтринных телескопов расположен в глубине озера Байкал, другой (AMANDA) – глубоко во льду на Южном полюсе. Имеются и другие подходы к поиску частиц темной материи, например, поиск продуктов их аннигиляции в центральной области нашей Галактики. Какой из всех этих путей первым приведет к успеху, покажет время, но в любом случае открытие этих новых частиц и изучение их свойств станет важнейшим научным достижением. Эти частицы расскажут нам о свойствах Вселенной через 10-9 с (одна миллиардная секунды!) после Большого Взрыва, когда температура Вселенной составляла 1015 градусов, и частицы темной материи интенсивно взаимодействовали с космической плазмой.

 

3.3 Темная энергия

Темная энергия – гораздо более странная субстанция, чем темная материя. Начать с того, что она не собирается в сгустки, а равномерно «разлита» во Вселенной. В галактиках и скоплениях галактик её столько же, сколько вне их. Самое необычное то, что темная энергия в определенном смысле испытывает антигравитацию. Мы уже говорили, что современными астрономическими методами можно не только измерить нынешний темп расширения Вселенной, но и определить, как он изменялся со временем. Так вот, астрономические наблюдения свидетельствуют о том, что сегодня (и в недалеком прошлом) Вселенная расширяется с ускорением: темп расширения растет со временем. В этом смысле и можно говорить об антигравитации: обычное гравитационное притяжение замедляло бы разбегание галактик, а в нашей Вселенной, получается, всё наоборот.

гелиоцентрический вселенная космологический гравитационный

Рис. 5. Иллюстрация темной энергии.

Такая картина, вообще говоря, не противоречит общей теории относительности, однако для этого темная энергия должна обладать специальным свойством – отрицательным давлением. Это резко отличает её от обычных форм материи. Не будет преувеличением сказать, что природа темной энергии – это главная загадка фундаментальной физики XXI века.

Один из кандидатов на роль темной энергии – вакуум. Плотность энергии вакуума не изменяется при расширении Вселенной, а это и означает отрицательное давление вакуума. Другой кандидат – новое сверхслабое поле, пронизывающее всю Вселенную; для него употребляют термин «квинтэссенция». Есть и другие кандидаты, но в любом случае темная энергия представляет собой что-то совершенно необычное.

Другой путь объяснения ускоренного расширения Вселенной состоит в том, чтобы предположить, что сами законы гравитации видоизменяются на космологических расстояниях и космологических временах. Такая гипотеза далеко не безобидна: попытки обобщения общей теории относительности в этом направлении сталкиваются с серьезными трудностями. По-видимому, если такое обобщение вообще возможно, то оно будет связано с представлением о существовании дополнительных размерностей пространства, помимо тех трех измерений, которые мы воспринимаем в повседневном опыте.

К сожалению, сейчас не видно путей прямого экспериментального исследования темной энергии в земных условиях. Это, конечно, не означает, что в будущем не может появиться новых блестящих идей в этом направлении, но сегодня надежды на прояснение природы темной энергии (или, более широко, причины ускоренного расширения Вселенной) связаны исключительно с астрономическими наблюдениями и с получением новых, более точных космологических данных. Нам предстоит узнать в деталях, как именно расширялась Вселенная на относительно позднем этапе её эволюции, и это, надо надеяться, позволит сделать выбор между различными гипотезами.

 

Заключение

В данной курсовой работе мной были рассмотрены космологические модели Вселенной. Проанализировав литературу по курсу общей физики и астрономии, я проследила историю космологических исследований, рассмотрела современные космологические модели Вселенной и подобрала иллюстративный материал к теме исследования. Доказав актуальность выбранной темы, подвела итоги по проделанной работе.

 

Литература

1.      Берри А. Краткая история астрономии. Перевод С. Займовского. – М., Л.: ГИТЛ, 1946.

.        Веселовский И.Н. Аристарх Самосский – Коперник античного мира. Историко-астрономические исследования. – М.: Наука, 1961. Вып.7, с.44.

.        Ефремов Ю.Н., Павловская Е.Д. Определение эпохи наблюдения звездного каталога “Альмагеста” по собственным движениям звезд. — Историко-астрономические исследования. М.: Наука, 1989, вып.18.

.        И. Г. Колчинский, А. А. Корсунь, М. Г. Родригес. Астрономы. 2-е изд., Киев, 1986.

.        Карпенков С.Х. Концепция современного естествознания: Учебник для вузов/М.: Академический проспект, 2001.

.        Климишин И.А. Открытие Вселенной. – М.: Наука, 1987.

.        Матвиевская Г.П. Ас-Суфи. – Историко-астрономические исследования. М.: Наука, 1983, вып.16, с.93–138.

.        Паннекук А. История астрономии. – М.: Наука, 1966.

.        С.Шапиро, С. Тьюкальски. Черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды. Москва, Мир, 1985

.         Самыгина С.И. «Концепции современного естествознания»/Ростов н/Д: «Феникс», 1997.

.        Физика космоса: Маленькая энциклопедия. М.: Сов. энциклопедия, 1986.

.        Хокинг С. Краткая история времени: От Большого Взрыва до черных дыр. М.: Мир, 1990.

.        Э.В.Кононович, В.И.Мороз. Курс общей астрономии. Москва, 2002 год.

.        Эйнштейн А. Эволюция физики/М.: Устойчивый мир, 2001.


Скачать архив (1.10 Mb)

Схожие материалы:

Стандартная модель Вселенной вызывает сомнения | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW

Все наши представления о Вселенной и о действующих в ней физических законах основаны на разработанной учеными так называемой стандартной модели, в которой первостепенную роль играют фундаментальные физические постоянные. Наверное, самым известным примером такой константы является скорость света в вакууме, однако есть и другие, ничуть не менее важные. Скажем, так называемые константы связи – параметры, характеризующие силу взаимодействия частиц или полей.

Частиц – сотни, взаимодействий – всего четыре

Согласно сегодняшним представлениям физиков, весь материальный мир построен из элементарных частиц и античастиц, связанных разного вида взаимодействиями. Количество обнаруженных элементарных частиц измеряется уже сотнями, и ученые открывают все новые. Зато видов фундаментальных взаимодействий между частицами известно всего четыре: гравитация, электромагнетизм, сильное взаимодействие и слабое взаимодействие.

Первые два вида взаимодействия едва ли нуждаются в пояснениях, поскольку с ними мы постоянно сталкиваемся в повседневной жизни. Что же касается двух других видов взаимодействия, то следует, видимо, напомнить: сильное взаимодействие удерживает вместе протоны и нейтроны, образующие ядра атомов; а слабое взаимодействие расталкивает их. И каждый из этих видов взаимодействия характеризуется определенной константой. Правда, среди физиков не утихают споры о том, действительно ли значения этих констант неизменны во времени.

Речь идет, прежде всего, о так называемой константе тонкой структуры. Эта безразмерная величина, обозначаемая буквой α (альфа), характеризует силу электромагнитного взаимодействия, то есть определяет тонкое расщепление энергетических уровней атома (и, соответственно, спектральных линий).

Первые сомнения зародились 10 лет назад

Хотя константа тонкой структуры была введена немецким физиком-теоретиком Арнольдом Зоммерфельдом (Arnold Sommerfeld) еще в 1916 году, на вопрос о том, является ли она действительно постоянной, окончательного ответа нет и сегодня. “Судя по результатам наших измерений, нет, не является!” – говорит австралийский физик Джон Уэбб (John Webb), профессор Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее. Еще десять лет назад руководимая им группа ученых проанализировала с помощью американского телескопа Кек (Keck Telescope) на Гаваях те изменения, которые претерпевает свет далеких квазаров при прохождении сквозь межгалактические газопылевые облака, и обнаружила, что спектры поглощения несколько отличаются от предсказанных. Этот феномен мог иметь лишь одно объяснение: несколько миллиардов лет назад значение константы тонкой структуры было чуть-чуть меньшим, чем сегодня.

Работа австралийцев вызвала сенсацию. Правда, контрольные измерения, выполненные вскоре их американскими коллегами, дали иной результат и подтвердили постоянство константы, но споры среди физиков с тех пор не затихают.

В северном направлении – уменьшается, в южном – возрастает

Продолжились они и на завершившемся на прошлой неделе в Лиссабоне Объединенном конгрессе европейских и национальных астрономических обществ JENAM-2010 (Joint European and National Astronomy Meeting). Там группа Джона Уэбба представила результаты свои последних измерений, на сей раз выполненных с помощью европейского Очень большого телескопа (Very Large Telescope – VLT) в Чили.

“Там, в дальнем космосе, мы снова обнаружили отклонение от принятого значения константы, – говорит ученый. – Правда, оно составляет менее одной тысячной процента, но это не так уж и мало, если иметь в виду, что сегодня значение константы измерено до 15-го знака после запятой”. Примечательно, однако, что обнаруженное теперь изменение имеет другой знак, нежели 10 лет назад: тогда получалось, что значение константы со временем увеличивается, сейчас – что уменьшается. По мнению профессора Уэбба, это связано с тем, что один телескоп был направлен в северное небо, другой – в южное: “Похоже, во Вселенной имеется некое предпочтительное направление. В одну сторону вдоль этого направления значение константы растет, в противоположную – уменьшается. А под прямым углом к этой линии константа остается постоянной”.

Звучит все это просто невероятно, но, с другой стороны, раз уж речь идет о переменности константы, то ничто не мешает ей иметь разные значения в разных участках Вселенной.

Ревизия космологии неизбежна?

Так или иначе, профессор Уэбб уверен, что полученные результаты приведут к революции в космологии: “Современная космология построена на так называемом космологическом принципе, постулирующем, что в большом масштабе Вселенная однородна, изотропна, гомогенна. В один и тот же момент времени каждый наблюдатель, где бы он ни находился и куда бы ни смотрел, должен видеть одну и ту же картину. В любом уголке пространства любой физический эксперимент должен давать один и тот же результат. А наши наблюдения с этим принципом, похоже, не согласуются”.

“Для физиков это означает, что нам нужна новая теория, – добавляет профессор Виктор Флэмбаум (Victor Flambaum), коллега и соавтор Уэбба. – Данные об изменении константы противоречат всем сегодняшним теоретическим моделям, включая и теорию относительности Эйнштейна. Даже если изменения крайне малы, все равно без новых идей нам не обойтись. Мы сразу оказываемся в совершенно новом мире”.

Тонкая подстройка параметров Вселенной

Если фундаментальные константы все же меняются во времени, это могло бы объяснить главную загадку, связанную с возникновением Вселенной: дело в том, что Вселенная в ее сегодняшнем виде вообще могла возникнуть только при условии, что все константы имеют ровно те значения, что они имеют. Уже самое незначительное отклонение в величине, скажем, константы сильного взаимодействия имело бы катастрофические последствия: будь она всего на одну десятитысячную больше или меньше, и образование атомов углерода, а значит, и зарождение органической жизни, стали бы невозможными.

Профессор Мюнхенского университета, лауреат Нобелевской премии по физике Теодор Хенш (Theodor Hänsch) говорит об этом так: “Если константы все же изменяются, это означает, что Господь Бог имел, так сказать, возможность немножко подрегулировать, подправить наш мир. Ему не пришлось сразу создавать законченную Вселенную с этими раз и навсегда математически вычисленными константами. Этим и объясняется то, что мы живем в мире, в котором возможна жизнь”.

Вселенная гораздо больше, чем нам представляется

А еще один коллега и соавтор Уэбба – профессор Джулиан Кинг (Julian King) – высказывает следующее соображение: “Тот факт, что мы наблюдаем непрерывное направленное изменение значения константы тонкой структуры, заставляет предположить, что нашему взгляду доступен лишь незначительный участок космического пространства. Вся Вселенная гораздо больше, чем ее наблюдаемая часть – ведь у нас нет ни малейших оснований полагать, что мы находимся в какой-то особой ее точке. А значит, где-то очень далеко от нас эта константа может принимать и совсем другие значения, сильно отличающиеся от здешних”.

Ну, а пока стандартная модель Вселенной – за неимением лучшей – продолжает действовать.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

от Коперника до наших дней



Вопрос 1. Как представляли себе Вселенную древние люди?

Долгое время центром Вселенной считалась Земля. Древние индийцы полагали, что Земля плоская и опирается на спины гигантских слонов, которые, в свою очередь, покоятся на черепахе. Огромная черепаха стоит на змее, которая олицетворяет небо и как бы замыкает земное пространство. Иной виделась Вселенная народам, живущим на берегах рек Тигр и Евфрат. Земля, по их мнению, это гора, которую со всех сторон окружает море. Над ними в виде опрокинутой чаши расположено звёздное небо.

Аристотель предложил свою модель строения Вселенной, или систему мира. В центре Вселенной, по мнению ученого, расположена неподвижная Земля, вокруг которой вращаются восемь небесных сфер, твердых и прозрачных (в переводе с греческого «сфера» — шар). На них неподвижно закреплены небесные тела — планеты, Луна, Солнце, звезды. Девятая сфера обеспечивает движение всех остальных сфер, это — двигатель Вселенной.

Вопрос 2. Чем система мира, созданная Коперником, отличалась от системы мира по Птолемею?

Основное отличие заключается в том, что у Коперника в центре мира находится Солнце, а Земля вращается вокруг него. У Птолемея же в центре мира располагается Земля.

Вопрос 3. Каковы заслуги Дж. Бруно в развитии взглядов о Вселенной?

Итальянский учёный Джордано Бруно (1548—1600) считал, что Вселенная бесконечна, она не имеет и не может иметь единого центра. Солнце — центр Солнечной системы. Но само оно — одна из множества звёзд, вокруг которых обращаются планеты. Возможно, полагал Дж. Бруно, на них тоже есть жизнь. Да и Солнечная система пока полностью не изучена, не исключено, что в ней существуют ещё не открытые планеты.

Вопрос 4. Какой вклад внёс Галилей в изучение строения Вселенной?

В своих наблюдениях за небесными телами Галилей впервые использовал телескоп, который изготовил самостоятельно. Лучший телескоп Галилея давал увеличение всего лишь в 30 раз. Но и этого было достаточно, чтобы увидеть неровности на поверхности Луны и тёмные пятна на Солнце. Солнечные пятна не оставались неподвижными, они перемещались по его поверхности, но всегда в одну сторону. Напрашивался вывод, что Солнце вращается вокруг собственной оси. Больше всего поразило современников открытие Галилеем спутников Юпитера. Это доказывало, что не только вокруг Земли могут обращаться небесные тела.

Вопрос 5. Какую модель Вселенной предлагает современная наука?

Современная наука предполагает такую модель Вселенной. Наша Земля входит в состав Солнечной системы, которая является частью галактики (гигантского скопления звёзд). Наша и другие галактики, в свою очередь, образуют скопления галактик, а они — сверхскопления. Мир Вселенной очень многообразен и содержит бесчисленное количество небесных тел и их систем.

Вопрос 6. Что такое галактика?

Галактика – это гигантское скопление звезд, движущихся вокруг общего центра.

Вопрос 7. Сравните систему мира Коперника (см. рис. 44) и современную модель Вселенной (см. рис. 51), найдите черты сходства и отличия.

В моделях в центре Солнечной системы находится Солнце, планеты расположены в том же порядке, вращаются вокруг Солнца и вокруг собственной оси.

Различие в том, что у Коперника все звезды неподвижны и образуют сферу, которая ограничивает Вселенную.

Космологические модели вселенной (Реферат) – TopRef.ru

Космологические модели вселенной

Что такое космология?

Современная космология – это астрофизическая теория структуры и динамики изменения Метагалактики, включающая в себя и определенное понимание свойств всей Вселенной. Космология основывается на астрономических наблюдениях Галактики и других звездных систем, общей теории относительности, физике микропроцессов и высоких плотностей энергии, релятивистской термодинамике и ряде других новейших физических теорий.

Данное определение космологии берет в качестве предмета этой науки только Метагалактику. Это связано с тем, что все данные, которыми располагает современная наука, относятся только к конечной системе – Метагалактике, и ученые не уверены, что при простой экстраполяции свойств этой Метагалактики на всю Вселенную будут получены истинные результаты. При этом, безусловно, суждения о свойствах всей Вселенной являются необходимой составной частью космологии. Космология сегодня является фундаментальной наукой. И она больше, чем какая-либо другая фундаментальная наука, связана с различными философскими концепциями, по-разному понимающими устройство мира.

Космология берет свое начало в представлениях древних, в частности в древнегреческой мифологии, где очень подробно и достаточно систематизирование рассказывается о сотворении мира и его устройстве. Впрочем, мифология любого народа, достаточно развитого для того, чтобы создавать космологические мифы, может похвастаться не менее интересными идеями. И это не случайно. Огромный мир вокруг нас всегда волновал человека. Он с давних времен старался понять, как устроен этот мир, что такое в этом мире Солнце, звезды, планеты, как они возникли. Это – из разряда тех вопросов, которые принято называть “вечными”, человек никогда не перестанет искать ответа на них.

После того как появилась философия, пришедшая вместе с наукой на смену мифологии, ответ на эти вопросы стали ис-кать в основном в рамках философских концепций, причем почти каждый философ считал своим долгом затронуть их.

Общепризнанным итогом античной космологии стала геоцентрическая концепция Птолемея, просуществовавшая в течение всего Средневековья.

С приходом Нового времени философия уступила свое первенство в создании космологических моделей науке, которая добилась особенно больших успехов в XX веке, перейдя от различных догадок в этой области к достаточно обоснованным фактам, гипотезам и теориям. При этом далеко не все ученые согласны с вышеприведенным определением космологии, многие считают ее учением о Вселенной в целом, то есть учением обо всем, что существует.

Отвечая на закономерный вопрос, откуда мы можем знать, что происходит в масштабах Вселенной, они исходили из очень популярной методологической установки, предполагающей, что на разных уровнях существования природы повторяются одни и те же законы, одно и то же устройство материальных систем. Различия могут быть лишь в масштабах. Такова, например, космология Фурнье Дальба, английского физика, появившаяся в 1911 году. Его Вселенная чем-то похожа на матрешку:’Вселенные существуют одна в другой, меньшие внутри больших, и в их устройстве проявляются одни и те же правила. К этому времени уже были открыты первые элементарные частицы и создана планетарная модель атома. Так почему было не предположить, что ядро атома – это солнце, а электроны – планеты, на которых даже могут жить люди. И где гарантия, что наш мир не является такой же элементарной частицей для Мегамира.

Тем не менее, несмотря на всю грандиозность этой идеи, Вселенная, устроенная по этому принципу, достаточно скучна и однообразна. В таком случае она представляет собой бесконечную совокупность одинаковых предметов.

Реальная природа куда сложнее и многообразнее. Переход от одних масштабов к другим, если этот переход достаточно велик, сопровождается и коренными качественными изменениями. Микромир, о котором мы уже говорили, оказался совсем не похожим на то, что, изучают астрономы. Что же касается Мегамира, несмотря на естественную ограниченность наших размеров и знаний, есть все основания утверждать, что с переходом к космическим масштабам нам нередко приходится встречаться с чем-то принципиально новым, неведомым в земной человеческой практике.

Начало научной космологии

Основателем научной космологии считается Николай Коперник, который поместил Солнце в центр Вселенной и низвел Землю до положения рядовой планеты Солнечной системы. Конечно, он был весьма далек от правильного понимания устройства мира. Так, по его убеждению, за орбитами пяти известных в то время планет располагалась сфера неподвижных -звезд. Звезды на этой сфере считались равноудаленными от Солнца, а природа их была неясной. Коперник не видел в них тел, подобных’Солнцу, и, будучи служителем церкви, склонялся к мнению, что за сферой неподвижных звезд находится “эмпирей”, или “жилище блаженных” – обитель сверхъестественных тел и существ.

В одном Коперник был твердо уверен – радиус сферы неподвижных звезд должен был быть очень велик. Иначе было бы трудно объяснять, почему с движущейся вокруг Солнца Земли звезды кажутся неподвижными.

Поставьте перед лицом указательный палец и посмотрите на него попеременно то правым, то левым глазом – палец будет смещаться па фоне более далеких предметов, например, стены. Такое кажущееся смещение предмета при изменении позиции наблюдателя называется параллактическим смещением. Расстояние между крайними точками наблюдения называется базисом. Чем больше базис, тем больше и параллактическое смещение. Чем дальше от нас наблюдаемый предмет, тем меньше параллактическое смещение. Отодвиньте палец от лица и вы легко в этом убедитесь.

Хотя расстояние от Земли до Солнца во времена Коперника в точности не было известно, многие факты говорили о том, что оно весьма велико. Казалось бы, при этом звезды должны описывать на небе маленькие окружности – своеобразное отражение действительного обращения Земли вокруг Солнца. Но такие параллактические смещения звезд явно отсутствовали, из чего Коперник и сделал вывод о колоссальных размерах сферы неподвижных звезд.

Вселенная по Копернику – мир в скорлупе. В этой модели легко найти немало пережитков средневекового мировоззрения. Но прошло всего несколько десятилетий, и Джордано Бруно разбил коперниковскую “скорлупу” неподвижных звезд.

Д. Бруно считал звезды далекими солнцами, согревающими бесчисленные планеты других планетных систем. Бруно считал глупцом того, кто мог думать, что могучие и великолепные мировые системы, заключающиеся в беспредельном пространстве, лишены живых существ. Так прозвучала беспредельно смелая по тем временам мысль о пространственной бесконечности Вселенной. Он считал, что Вселенная бесконечна, что существует бесчисленное число миров, подобных миру Земли. Он полагал, что 3,емля есть светило, и что ей подобны Луна и другие светила, число которых бесконечно, и что все эти небесные тела образуют бесконечность миров. Он представлял себе бесконечную Вселенную, заключающую в себе бесконечное множество миров.

Идеи Бруно намного обогнали его век. Но он не мог привести ни одного факта, который бы подтверждал его космологию -космологию бесконечной, вечной и населенной Вселенной.

Прошло всего десятилетие, и Галилео Галилей в изобретенный им телескоп увидел в небе то, что до сих пор оставалось скрытым для невооруженного глаза. Горы на Луне наглядно доказывали, что Луна и в самом деле есть мир, похожий на Землю. Спутники Юпитера, кружащиеся вокруг вели-чайшей из планет, походили на наглядное подобие Солнечной системы. Смена фаз Венеры не оставляла сомнений в том, что эта освещенная Солнцем планета действительно обращается вокруг него. Наконец, множество невидимых глазом звезд и особенно удивительная звездная россыпь, составляющая Млечный путь, – разве все это не подтверждало учение Бруно о бесчисленных солнцах и землях? С другой стороны, темные пятна, увиденные Галилеем на Солнце, опровергали учение Аристотеля и других древних философов о неприкосновенной чистоте небес. Небесные тела оказались похожими на Землю, и это сходство земного и небесного заставляло постепенно отказаться от ошибочного представления о Солнце как центре всего Мироздания.

Современник и друг Галилея, Иоганн Кеплер, уточнил законы движения планет, а великий Исаак Ньютон доказал, что все тела во Вселенной независимо от размеров, химического состава, строения и других свойств взаимно тяготеют друг к другу. Космология Ньютона вместе с успехами астрономии XVIII и XIX веков определила то мировоззрение, которое иногда называют классическим. Оно стало итогом начального этапа развития научной космологии.

Эта классическая модель достаточно проста и понятна. Вселенная считается бесконечной в пространстве и во времени, иными словами, вечной. Основным законом, управляющим движением и развитием небесных тел, является закон всемирного тяготения. Пространство никак не связано с находящимися в нем телами и играет пассивную роль вместилища для этих тел. Исчезни вдруг все эти тела, пространство и время сохранились бы неизменными. Количество звезд, планет и звездных систем во Вселенной бесконечно велико. Каждое небесное тело проходит длительный жизненный путь. И на смену погибшим, точнее, погасшим звездам вспыхивают новые, молодые светила. Хотя детали возникновения и гибели небесных тел оставались неясными, в основном эта модель казалась стройной и логически непротиворечивой. В таком виде эта классическая модель господствовала в науке вплоть до начала XX века.

Бесконечности Вселенной в пространстве гармонично соответствовала ее вечность во времени. Ныне, миллиард лет назад, миллиарды лет в будущем она останется, в сущности, одной и той же. Неизменность космоса как бы подчеркивала бренность, непостоянство всего земного.

6.3 Стандартная модель вселенной. Модель Большого взрыва

Стандартная модель опирается на наблюдаемые факты разбегания галактик, которые установлены еще Хабблом. И сегодня ни у кого нет сомнения в том, что вселенная расширяется.

В плоской и открытой фридмановской модели без учета темной энергии расширение продолжается бесконечно, но замедляется. При этом размер горизонта (области доступной наблюдению) увеличивается быстрее, чем масштабный фактор вселенной. По мере расширения вселенная становится более холодной. Однако число видимых галактик (внутри горизонта) возрастает. Вблизи горизонта появляются новые, ранее не наблюдавшиеся объекты – квазары.

Для того чтобы сказать о том, что «все течет и изменяется», нужно иметь представление о Начале. Такое представление о Начале в понимании возникновения материи, вещества, пространства и времени в Стандартной модели упирается в событие, которое физиками принимается за сингулярность – состояние сверхплотного вещества перед Большим взрывом. Не все в этой модели может быть объяснено. Например, по экспериментальным данным время жизни протона составляет не менее 1030 лет. Это гораздо больше, чем время существования вселенной, в которой возникла частица протона. Физики молчаливо предполагают, что вещество, состоящее из протонов и нейтронов, в настоящее время уже не может образоваться, но было когда-то рождено во вселенной из так называемого сингулярного состояния, которое является само проблемой, так как свойства этого состояния не известны и не могут быть описаны в рамках ОТО.

Не совсем ясно, почему вещество в наблюдаемой вселенной преобладает над антивеществом, и почему возникла асимметрия во вселенной? Почему геометрия пространства вселенной близка к евклидовому? Почему нельзя противопоставить хаос и порядок как крайние состояния материи? Есть ли абсолютный порядок и возможен ли абсолютный хаос? Из чего возникла сингулярность: из хаоса или упорядоченного состояния? В каком направлении развивается Мир, к Порядку или Хаосу? Почему современная крупномасштабная вселенная выглядит изотропной?

Однако еще большие трудности возникают в альтернативных моделях Большому взрыву и на сегодня можно утверждать, что эта модель вместе с инфляционным Началом наилучшим образом объясняет многие процессы, которые наблюдаются в глубинах вселенной. Наилучшим образом – кроме самого Начала…

Попытки найти подходы к описанию структуры вселенной чаще всего приводят естественников к так называемой теории подобия. Она пытается связать единство микромира и макромира, предполагает нахождение таких элементарных структур, на основе трансляции которых можно описать любые периодические свойства эволюции материи, пространства, времени.

Теория подобия дает возможность, выделив коэффициент подобия, предсказать любое состояния периодичной изменчивости, если закон изменчивости существует. Например, в ряде чисел 1,2,3,…n, мы получаем арифметическую прогрессию, в которой 1 является слагаемым в направлении возрастания числового ряда. Или в ряде чисел 1,2, 4,8, ….n мы имеем дело с геометрической прогрессией, в которой любой последующий член вычислен путем умножения на 2.

Может ли существовать коэффициенты подобия при анализе структур вселенной? Если есть, то они должны объяснить, на основе каких законов можно описать микромир и макромир, которые, а priori, образуют завершенное единство материи, пространства, времени. Например, если все вещество в Метагалактике можно разбить на элементарные части от кванта и элементарных частиц, до атомов, молекул, космической пыли, микрометеоритов, макрометеоритов, комет, спутников планет, планет, звезд и т.д., то, найдя закон подобия, по величине его коэффициента мы можем описать структуру и свойства любой иерархической системы. И вселенной в целом.

Такие попытки делались и неоднократно. Например, Б.П. Иванов попытался выявить соотношения организационных форм материи и на их основе построил структуру Мира. Анализ построенной им модели позволил решить ряд физических проблем и уточнить некоторые расчетные параметры движения, энергий, масс и т.д.

Но дело в том, что если коэффициент подобия Б.П.Ивановым при спин-орбитальном взаимодействии электрона в атоме водорода оказался кратным 128 с предельной дискретностью 1287, то на основе этого он выделяет более тонкие подуровни организации взаимодействий через коэффициент подобия 1283=221.

С.Федосин по отношению масс между самыми тяжелыми и самыми легкими атомами и между самыми массивными и самыми малыми звездами выводит другой коэффициент подобия 280. Это значит, что каждому химическому элементу как совокупности атомов определенного сорта можно поставить в соответствие звезды определенной массы. При этом размерам электронов будут соответствовать планеты с массой близкой, например, к Урану.

Как видим, в любой теории подобия можно найти коэффициент подобия, на основе которого можно описать любую структурную единицу Метагалактики, поскольку и первый, и второй авторы убеждены каждый в справедливости своей модели описания картины мироздания. Но Природа не хочет мириться ни с какими постоянными и моделями (последние всегда требуют подгонки под наблюдаемые явления), она более «изворотлива» в явлениях на основе бесчисленного количества превращений, которые не могут быть вложены ни в одну модель, какой бы она не казалась привлекательной.

Сегодня под «Стандартной моделью» вселенной понимается модель, отвечающая концепции Большого взрыва из состояния сингулярности, прошедшая стадию инфляции (раздува).

Основные параметры принимаемые «Стандартной моделью» современной вселенной:

плотность вещества в ней оценивается около 5,475358∙10-30 г/см3;

плотность вещества в галактиках в среднем около 10-29 г/см3;

плотность вещества в Солнечной системе около 10-27 г/см3;

основная масса излучающего вещества равна 2,307957…∙1053kg мала по

отношению к общей массы вселенной, равной 1,58136631∙1056kg;

темное вещество невыясненной природы на 25% представляет собой так

называемую холодную энергию, и на 70 % – темное вещество;

современная оценка средней температуры вселенной на основе открытия

реликтового космического фонового излучения составляет около 2,73 К;

реликтовое фоновое космическое излучение слабо анизотропно и поляризовано;

возраст расширяющейся вселенной оценивается в 13,7 млрд. лет.

Модель горячей вселенной (модель Большого взрыва) была предложена еще Дж. Гамовым в 1948 г. Он выдвинул концепцию «горячей» вселенной, в которой рассматриваются ядерные реакции, протекавшие когда-то в плотном веществе. Температура должна была быть высокой и затем падала по мере расширения вселенной. Он практически предсказал, что первоначальным веществом, из которого образовались позже галактики и звезды, состояло на 75% из водорода и 25% гелия. В последствие это нашло свое подтверждение в эксперименте по открытию реликтового фонового излучения почти через 15 лет. Он также предсказал наличие во вселенной слабого электромагнитного излучения, названное реликтовым, оставшимся от начальных этапов расширения. Позже модель Гамова была уточнена и оформилась в современную научную теорию, которая основана на современных достижениях астрономии, астрофизики, космохимии.

Универсальная (догалактическая) стадия модели Большого взрыва

Основное положение теории Большого Взрыва заключается в том, что около 13,7 млрд. лет назад она возникла из бесконечно малой области размером 10-33 см3, при плотности вещества в ней 1093 г/см3 с бесконечно большой температурой около 1032К. Это состояние называется сингулярностью.

В настоящее время хорошее подтверждение получила единая теория поля. Возможность объединения всех видов взаимодействий связана с температурой вещества. Согласно современным данным, объединение трех взаимодействий («великое объединение») наступает при температуре 1028К, а т.н. «величайшее объединение» или «суперобъединение» наступает в условиях объединения всех четырех взаимодействий при температуре 1032К. Последнее условие может быть достигнуто как раз в самой начальной фазе существования вещества во вселенной до момента расширения, то есть, в состоянии сингулярности.

Расширяясь, вселенная остывала, и в это время происходили фазовые переходы первичного состояния вещества, приводившие к отделению разных видов взаимодействий и к появлению массы покоя у некоторых частиц, которые в первоначальной горячей вселенной, двигаясь со световыми скоростями, имели нулевую массу покоя. Такая перестройка должна была сильно изменять темп расширения вселенной в сторону ее увеличения. Кварки и лептоны обрели массу, и Большой взрыв свершился.

По мере расширения вселенной кварки, объединяясь, породили протоны и нейтроны, а ядерный синтез привел к формированию ядер водорода и гелия в соотношениях близких к 70:30.

Один из вариантов эволюции ранней вселенной базируется на двух основных предположениях, занимающих прочное место в теории гравитации и физике элементарных частиц.

Во-первых, это подтверждение общей теории относительности в области сильных гравитационных полей.

Во-вторых, это существование единого поля при высоких энергиях (температурах), объединяющего все виды взаимодействий. Так называемое условие суперобъединения.

Теорией Большого взрыва предсказывается образование ядер, относительное содержание нескольких химических элементов, а также существование и точную температуру микроволнового фонового излучения, пронизывающего вселенную и оставшегося от ранних стадий расширения.

Мы можем представить себе начальные стадии Большого взрыва как действительно гигантский взрыв. Механизм взрыва будет характеризоваться ростом объема, снижением плотности вещества, падением температуры. Кинетическая (положительная) энергия возрастает за счет падения потенциальной (отрицательной) энергии. Однако только стадией Большого Взрыва нельзя было объяснить сам факт начального события, которое породило событие, приведшее к Большому взрыву.

Благодаря работам российских физиков Э. Глинера, А. Старобинского, американца А. Гута было описано новое явление – сверхбыстрое инфляционное расширение вселенной. Описание этого явления основывается на общей теории относительности и квантовой теории поля. Сегодня считается общепринятым, что именно инфляционный период предшествовал Большому взрыву.

Первая стадия. Инфляционная.

Выход из сингулярности. Время от события Х →0. Стадия предшествовала Большому взрыву. Для того чтобы объяснить механизм Начала, физикам пришлось предположить существование гипотетического поля, которые было названо «инфлатонным» от слова инфляция. Это поле заполняло все пространство.

Прибегая к аналогии, физики попытались объяснить инфляцию, связанную с подобием образования снежного кома, набирающего при своем движении скорость вниз по склону горы. В качестве «инфлатонного» поля в этой аналогии выступает засыпанный снегом склон со всеми неровностями, на поверхности которого вкраплен разнородный материал, представленный веточками, обломками камней, кусков фирна и т.д. Случайно на вершине произошел сдвиг, породивший небольшой комок липкого снега и тот полетел вниз по склону, увеличиваясь в размерах, так как на него налипают снежные частицы со всеми вкраплениями, неравномерно или равномерно разбросанные до этого. Чем больше размер снежного кома, тем быстрее он будет скатываться к подошве склона. Превратившись в огромный ком, он падает в пропасть с еще большим ускорением. Достигнув дна, ком разлетится от удара на мелкие кусочки, и часть кинетической энергии отдаст на нагрев окружающей среды.

Таким образом, физики переносят аналогию на «инфлатонное» поле. Благодаря случайным колебаниям оно могло принимать разные значения в произвольных пространственных областях и в разные моменты времени. Ничего существенного не происходило, пока случайно не возникла однородная конфигурация этого поля размером 10-33 см.

Что же касается современных данных о начальных моментах вселенной, то она в первые мгновения жизни должна была иметь размер 10-27 см. На таких масштабах уже справедливы законы физики (С.Зарубин, 2000). В этом смысле дальнейшее поведение системы можно предсказать. Оказывается, сразу после этого пространственная область, занятая флуктуацией (колебание связанное со случайным отклонением наблюдаемых физических величин от их средних значений), начинает очень быстро увеличиваться в размерах, а инфлатонное поле стремится занять положение, в котором его энергия минимальна. Такое расширение продолжается всего 10-35 с, но его достаточно, чтобы диаметр вселенной возрос, как минимум, в 1027 раз (!) и к окончанию инфляционного периода вселенная приобрела размер примерно 1 см. Инфляция заканчивается, когда инфлатонное поле достигает минимума энергии. Накопившаяся кинетическая энергия переходит в энергию рождающихся и разлетающихся частиц. Происходит нагрев вселенной. Этот момент называется Большим взрывом.

Область, занятая инфлатонным полем, разрасталась гораздо больше скорости света, что в принципе не противоречит теории относительности А.Эйнштейна. Быстрее света не могут двигаться лишь материальные объекты, а в той области, где рождалась вселенная (?)…в данном случае двигалась воображаемая нематериальная граница

Сразу после окончания инфляции гипотетический наблюдатель изнутри, увидел бы вселенную, заполненную энергией в виде материальных частиц и фотонов. Расстояние между частицами быстро увеличивается из-за всеобщего расширения. Гравитационное взаимодействие между частицами уменьшает их скорость, поэтому расширение вселенной после завершения инфляционно периода замедляется.

Можно избежать проблемы инфляции и инфлатонного поля, не нарушая фундаментальность скорости света если признать, что сингулярность представляет собой сверхплотное вещество, из которого образовалась вселенная по модели Большого взрыва. В таком случае искривлённость пространства сингулярностью (рис. 6.3) будет изначально соответствующей пространству будущей вселенной, поскольку в сингулярность втиснута вся масса излучающего вещества вселенной 2,307957…∙1053kg. То есть сингулярность, создающая пространство своего развития, создаёт условия существования события (стало быть, и времени). Появление же самой сингулярности необходимо отнести к свойству бесконечного преобразования материи с образованием сингулярности – выходом из неё – исчезновение в новой сингулярности… отсюда, пространство, созданное сингулярностью не может быть превзойдено расширяющейся вселенной. Наблюдаемое ускоренное расширение вселенной может представлять собой процесс гравитационного влияния соседних вселенных, образовавшихся в другое время в другом пространстве, не прибегая к таинственной темной материи и тёмной энергии. А свидетельством неоднократных событий перехода вселенных из сингулярности и исчезновения в ней служит бесконечно большой период полураспада протона, равный 1·1030 лет.

Множество вселенных может возникать из «брызг» невзорвавшихся сингулярностей по аналогии с тем, как при взрыве взрывчатки не успевает сгорать и взрываться исходное вещество, по остаткам которых взрывотехники определяют состав взорвавшегося вещества. Только выход из сингулярности должен происходить несколько позже. Они по аналогии создают своё (движущееся и расширяющееся пространство, взаимодействующее с исходным и т.д.).

Рис. 6.3. Пространство, формирующееся сингулярностью, не может быть превзойдено расширяющейся вселенной при выходе из неё. Свойства пространства, создаваемой сингулярностью определяют свойства и закономерности движения материи в образовавшейся вселенной. Малый объем сингулярности должен формировать огромную угловую пространства. В результате пространство изначально должно быть близко к евклидовому, однородному, изотропному. Поскольку взрыв порождает турбулентный характер истекающего вещества, то при выходе его из сингулярности движение вещества также должно отвечать турбулентности.

Дальнейший сценарий развития вселенной не противоречит модели Большого взрыва. По мере расширения вселенной меняется состав материи. Появляются кварки. Они объединяются в протоны и нейтроны, и вселенная оказывается заполненной элементарными частицами: протонами, нейтронами, электронами, нейтрино и фотонами и их антиподами – античастицами. Вселенная развивается по симметричному сценарию. Рождающиеся частицы и античастицы аннигилируют, выделяя дополнительное количество энергии. Вещество, таким образом, не может образоваться.

Наступает адронная эра. Она связана с образованием пар протонов-антипротонов из нейтронов, а также положительно и отрицательно заряженных мезонов. С увеличивающимся расширением вселенной понижается температура. Реакция аннигиляции прекращается. Формируется электромагнитное излучение, которое вначале было очень плотным, но по мере расширения вселенной оно теряло свою плотность, оставаясь близко к изотропному и слабо поляризованному. Сегодня мы наблюдаем это излучение в виде реликтового фонового космического излучения, как отголоска событий прекращения развития вселенной по сценарию симметрии. Дальнейшая эволюция вселенной привела к образованию её асимметрии. И эта асимметрия с тех пор проявлена на всех уровнях организации материи в ней.

Аннигиляция протон-антипротонных пар высвобождала колоссальное количество энергии и затем стимулировала образование лептонов. Случайно или нет, но во вселенной с момента появления Х-бозона (частицы Хиггса) начинает доминировать вещество над антивеществом. Обнаружение частицы Хиггса на Большом адроном коллайдере позволит усилить позиции «Стандартной модели», предсказавшей её наличие. Если эта частица не будет обнаружена, потребуется создание другой модели и теории вселенной.

Полагают, что одной из первых реакций, приводящих к образованию тяжелых ядер, является реакция слияния протонов и нейтронов:

p + n → α + γ

Как показали расчеты, эта реакция идет при температуре 1010К, что соответствует соотношению нейтронов и протонов во вселенной равному 0,2 и времени, примерно, 3 с – 1 минута. В таких условиях дейтерий (D) образуется в достаточном количестве для производства ядер с массой 3 в реакциях:

D + n → 3H + γ,

D + p → 3He + γ.

Или:

D + D →

D + D → 3He + n.

Гелий же может образоваться в результате реакций уже на третьей минуте жизни вселенной:

3H + p → 4He + γ,

3He + n → 4He + γ.

Таким образом, на третьей минуте после начала расширения наступил захват нейтронов протонами с образованием ядер дейтерия, трития, гелия.

Так как не существует стабильной массы 5, то 4He является последним ядром в начальном этапе нуклеосинтеза.

Так наступила лептонная эра. После ряда сложных взаимодействий частиц с античастицами, рождения электронных пар и аннигиляций наступило время, когда протонов и нейтронов осталось, примерно, поровну. Но при дальнейшем понижении температуры нейтроны начали медленно распадаться, превращаясь в протоны, электроны и антинейтрино.

Таким образом, содержание гелия на третьей минуте достигло современного значения 28 – 30 % от общей массы вещества. Соотношение водорода и гелия в современной вселенной сегодня хорошо измерено и соотносится как 70:30.

Первая стадия первичного ядерного синтеза непосредственно предшествует эпохе рекомбинации, когда температура среды упала настолько, что свободные электроны и новорожденные ядра начинают объединяться в нейтральные атомы. Взаимодействие вещества и излучения вначале ослабевает, а затем полностью прекращается. Наступает эра отделения вещества от излучения.

Итак, при температуре порядка 1013 К, когда котел вселенной представлял собой кипящее месиво равных количеств частиц и античастиц (электронов и позитронов, нейтронов и антинейтронов, протонов и антипротонов), существовал некий баланс между количеством реликтовых фотонов. Однако если бы число тяжелых частиц и античастиц (барионов) было в точности одинаково для каждого сорта, то в ходе расширения вселенной они бы все аннигилировали, превратившись в реликтовые фотоны и нейтрино, и во вселенной, кроме реликтового излучения и нейтрино, вообще бы ничего не осталось. Оказалось, что на каждый миллиард частиц и античастиц приходилась одна тяжелая частица, которая и породила потом весь вещественный (асимметричный ) мир окружающей нас вселенной.

Таким образом, в ранней истории вселенной в момент действия теории Великого объединения нарушается барионный заряд. В этих случаях появляются сверхтяжелые хиггсовы и калибровочные частицы (Х-бозоны), которые и послужили основой формирования вещества во вселенной. Они зарождались в интервале 10-34 – 10-30 сек после начала расширения.

То есть важнейшим обстоятельством ранней истории расширения вселенной являлся факт асимметрии между тяжелыми частицами и античастицами . При температуре 1013К темп всех процессов взаимодействия с Х-бозонами и их античастицами оказывается медленнее, чем темп расширения вселенной. Эти частицы не успевают аннигилировать и их концентрация оказывается «замороженной». После медленной аннигиляции последних наблюдается асимметрия в образовании большего количества частиц, чем античастиц… И, в конце концов, вещество начинает накапливаться… и доминировать во вселенной.

Наблюдаемое сегодня разнообразие элементарных частиц и легких элементов хорошо согласуется со Стандартной моделью. Это означает, что известные нам физические законы одинаковы во всей наблюдаемой части вселенной.

Как бы мы не смотрели на разные теории о симметричности или несимметричности вселенной (существует или не существует в ее бескрайних просторах антивещество, способное создать антимиры), мы имеем основание предполагать асимметричный характер ее строения и вещества в ней. Предсказания стандартной космологической модели относительно содержания легких элементов (водорода, дейтерия, гелия и лития) в современной вселенной хорошо согласуются с наблюдаемыми фактами.

Сценарий раздувающейся вселенной создавался на основе новейших достижений физики высоких энергий. Существуют его разные варианты, но основная идея остается неизменной, и в настоящее время этой теории придерживается большинство космологов.

Напомним, что еще в двадцатые годы теорию расширяющейся вселенной на основе общей теории относительности создал отечественный теоретик А.А.Фридман. Затем возникла теория горячей вселенной, согласно которой в некий начальный момент времени t → 0 наш мир был создан из вещества в состоянии огромной плотности и высочайшей температуры. Эта теория получила блестящее подтверждение после открытия в 1964 году американскими астрономами А.Пензиасом и Р.Уильсоном реликтового электромагнитного излучения, проникающего к нам из самых разных направлений видимой области небосвода.

При массе внутри оболочки М, радиус которой R, плотность вещества d, скорость u, H – постоянная Хаббла, G – ньютоновская гравитационная постоянная, к – постоянная кривизны (+1, –1 или 0), получим:

v2/2 + GM/R = – k/2

или, принимая зависимость Хаббла u= НR, обретем:

H2/2 + 4π/3Gd = – k/2R2

Это и есть уравнение Фридмана, описывающее модель Большого взрыва.

Однако в объеме расширяющегося пространства будет соблюдаться некий баланс энергии расширения оболочки и гравитационной потенциальной энергии оболочки.

Уравнение Фридмана связывает кинетическую энергию расширения с гравитационной потенциальной энергией произвольного сферического распределения вещества во вселенной. Сумма этих двух видов энергии должна быть неизменной во времени.

Рост кинетической энергии в расширяющейся оболочке может происходить только за счет гравитационной (по аналогии с летящим вверх камнем или падающим на землю: при достижении такого положения, когда камень зависнет в верхней точке, кинетическая энергия равна нулю, а потенциальная – максимальна).

Из этого уравнения, при k = 0, кинетическая энергия Н2/2 уравновешивается гравитационной (потенциальной) энергией –4p/3Gd, следовательно вселенная в этом положении не расширяется. При k = 1, вселенная расширяется, а при k = –1, вселенная испытывает сжатие.

Однако хронология ранних этапов развития вселенной может быть намечена лишь приблизительно. О сингулярном этапе существования вселенной мы почти ничего не знаем. Можем только догадываться, что это время – предыстория Большого взрыва, который произошел по каким-то причинам, когда сингулярность была нарушена и развитие вселенной пошло по рассматриваемому сценарию.

Примерно 13,7 миллиардов лет тому назад вселенная совершенно была не похожа на современную ни по физическому состоянию, ни по составу. Пространство было заполнено плазмой, состоящей из различных элементарных частиц и фотонов. При этом на определенном этапе развития излучение резко преобладало.

Ссылки

Что такое гелиоцентрическая модель Вселенной?

Иллюстрация Андреаса Целлариуса к системе Коперника из Harmonia Macrocosmica (1708 г.). Кредит: общественное достояние

Научная революция, произошедшая в 16-м и 17-м веках, была временем беспрецедентных знаний и открытий. В этот период были заложены основы современной науки благодаря прорывам в области физики, математики, химии, биологии и астрономии.А когда дело доходит до астрономии, самым влиятельным ученым определенно был Николай Коперник, человек, которому приписывают создание гелиоцентрической модели Вселенной.

Основываясь на постоянных наблюдениях за движением планет, а также на предыдущих теориях классической античности и исламского мира, Коперник предложил модель Вселенной, в которой Земля, планеты и звезды вращаются вокруг Солнца. При этом он разрешил математические проблемы и противоречия, вытекающие из классической геоцентрической модели, и заложил основы современной астрономии.

Хотя Коперник не был первым, кто предложил модель солнечной системы, в которой Земля и планеты вращаются вокруг Солнца, его модель гелиоцентрической Вселенной была одновременно новой и своевременной. Во-первых, это произошло в то время, когда европейские астрономы пытались решить математические и наблюдательные проблемы, возникшие из принятой тогда Птолемеевой модели Вселенной, геоцентрической модели, предложенной во 2 веке нашей эры.

Кроме того, модель Птолемея была первой астрономической системой, давшей полное и подробное описание того, как устроена Вселенная. Его модель не только разрешала проблемы, вытекающие из системы Птолемея, но и предлагала упрощенный взгляд на Вселенную, который избавлялся от сложных математических устройств, необходимых для работы геоцентрической модели. И со временем модель приобрела влиятельных сторонников, которые способствовали тому, что она стала общепринятой астрономической конвенцией.

Птолемеевская (геоцентрическая) модель:

Иллюстрация геоцентрической системы Птолемея, сделанная португальским космографом и картографом Бартоломеу Велью, 1568 год.Предоставлено: Национальная библиотека, Париж.

Геоцентрическая модель, в которой планета Земля является центром вселенной и окружена солнцем и всеми планетами, была общепринятой космологической моделью с древних времен. К поздней античности эта модель была формализована древнегреческими и римскими астрономами, такими как Аристотель (384–322 гг. до н. э.), чьи физические теории легли в основу движения планет, и Птолемей (ок. 100–ок. .?170 г. н.э.), которые предложили математические решения.

Геоцентрическая модель по существу сводилась к двум общим наблюдениям. Во-первых, древним астрономам казалось, что звезды, солнце и планеты ежедневно вращаются вокруг Земли. Во-вторых, с точки зрения земного наблюдателя Земля не казалась движущейся, что делало ее фиксированной точкой в ​​пространстве.

Вера в то, что Земля имеет форму шара, которая стала признанным фактом к 3 веку до н.э., была включена в эту систему.Таким образом, ко времени Аристотеля геоцентрическая модель Вселенной стала моделью, в которой Земля, солнце и все планеты были сферами, и где солнце, планеты и звезды двигались в совершенных круговых движениях.

Однако только когда египетско-греческий астроном Клавдий Птолемей (он же Птолемей) опубликовал свой трактат «Амальгест» во 2 веке до н. э., детали стали стандартизированы. Опираясь на многовековые астрономические традиции, от вавилонских до наших дней, Птолемей утверждал, что Земля находится в центре Вселенной, а все звезды находятся на небольшом расстоянии от центра Вселенной.

Каждая планета в этой системе также движется системой из двух сфер – деферентом и эпициклом. Деферент представляет собой круг, центральная точка которого удалена от Земли, что использовалось для учета различий в продолжительности времен года. Эпицикл встроен в деферентную сферу, выступая своего рода «колесом в колесе». Целью эпицикла было объяснить ретроградное движение, когда кажется, что планеты в небе замедляются, движутся назад, а затем снова движутся вперед.

К сожалению, эти объяснения не учитывают все наблюдаемое поведение планет. Наиболее заметно, что размер ретроградной петли планеты (особенно Марса) иногда был меньше или больше, чем ожидалось. Чтобы решить эту проблему, Птолемей разработал эквант — точку вблизи центра орбиты планеты. Наблюдателю, находящемуся в этой точке, эпицикл планеты всегда будет казаться движущимся с одинаковой скоростью, тогда как из всех других мест он будет казаться движущимся с неравномерной скоростью.

Сравнение геоцентрической и гелиоцентрической моделей Вселенной. Кредит: история.ucsb.edu

Хотя эта система оставалась общепринятой космологической моделью в римском, средневековом европейском и исламском мирах более тысячи лет, по современным меркам она была громоздкой. В модели Птолемея каждой планете требовался эпицикл, вращающийся по деференту, который был смещен эквантом, который также был разным для каждой планеты.

Однако ему удалось предсказать движение планет с достаточной степенью точности, и он использовался для подготовки астрологических и астрономических карт на следующие 1500 лет.К XVI веку эта модель постепенно вытеснялась гелиоцентрической моделью Вселенной, которой придерживались Коперник, а затем Галилей и Кеплер.

Коперниканская (гелиоцентрическая) модель:

В 16 веке Николай Коперник начал разрабатывать свою версию гелиоцентрической модели. Как и другие до него, Коперник основывался на работах греческого астронома Атистарха, а также воздавал должное школе Мараги и нескольким известным философам из исламского мира (см. Ниже).К началу 16 века Коперник резюмировал свои идеи в коротком трактате под названием Commentariolus («Маленький комментарий»).

К 1514 году Коперник начал распространять копии среди своих друзей, многие из которых были коллегами-астрономами и учеными. В этой сорокастраничной рукописи изложены его представления о гелиоцентрической гипотезе, основанной на семи общих принципах. Эти принципы гласили, что:

  • Не все небесные тела вращаются вокруг одной точки
  • Центр Земли является центром лунной сферы — орбиты Луны вокруг Земли
  • Все сферы вращаются вокруг Солнца, которое находится вблизи центра вселенная
  • Расстояние между Землей и Солнцем составляет ничтожную долю расстояния от Земли и Солнца до звезд, поэтому параллакс у звезд не наблюдается
  • Звезды неподвижны – их видимое суточное движение обусловлено суточным вращением Земли
  • Земля движется по сфере вокруг Солнца, вызывая кажущуюся ежегодную миграцию Солнца.Земля совершает более одного движения
  • Орбитальное движение Земли вокруг Солнца вызывает кажущееся изменение направления движения планет

После этого он продолжил сбор данных для более детальной работы, и к 1532 году он был близок к завершению рукопись его magnum opus – De Revolutionibus orbium coelestium (Об обращениях небесных сфер). В нем он выдвинул свои семь основных аргументов, но в более подробной форме и с подробными вычислениями в их поддержку.

Расчеты Аристарха в 3 веке до н.э. по относительным размерам (слева направо) Солнца, Земли и Луны. Предоставлено: Википедия.

Поместив орбиты Меркурия и Венеры между Землей и Солнцем, Коперник смог объяснить изменения их внешнего вида. Короче говоря, когда они находятся на дальней стороне Солнца относительно Земли, они кажутся меньшими, но полными. Когда они находятся на той же стороне Солнца, что и Земля, они кажутся больше и «рогатыми» (в форме полумесяца).

Он также объяснил ретроградное движение планет, таких как Марс и Юпитер, показав, что земные астрономы имеют не фиксированную систему отсчета, а движущуюся. Это также объясняет, почему Марс и Юпитер могут казаться значительно больше в определенное время, чем в другое. По сути, они значительно ближе к Земле, когда находятся в оппозиции, чем когда они находятся в соединении.

Однако из-за опасений, что публикация его теорий приведет к осуждению со стороны церкви (а также, возможно, из-за опасений, что его теория содержит некоторые научные изъяны), он воздержался от своих исследований за год до своей смерти.Только в 1542 году, когда он был близок к смерти, он отправил свой трактат в Нюрнберг для публикации.

Историческое прошлое:

Как уже отмечалось, Коперник был не первым, кто отстаивал гелиоцентрический взгляд на Вселенную, и его модель основывалась на работах нескольких предшествующих астрономов. Первые зарегистрированные примеры этого восходят к классической древности, когда Аристарх Самосский (ок. 310–230 гг. До н. Э.) опубликовал сочинения, содержащие ссылки, которые цитировались его современниками (такими как Архимед).

В своем трактате «Счетчик песка» Архимед описал еще одну работу Аристарха, в которой он выдвинул альтернативную гипотезу гелиоцентрической модели. Как он объяснил:

Теперь вы знаете, что «вселенная» — это название, данное большинством астрономов сфере, центром которой является центр Земли, а радиус равен прямой линии между центром Солнца и центром Земли. Это общеизвестно… как вы слышали от астрономов.Но Аристарх Самосский вывел книгу, состоящую из некоторых гипотез, в которых посылки приводят к тому, что вселенная во много раз больше, чем так называемая ныне. Его гипотезы заключаются в том, что неподвижные звезды и солнце остаются неподвижными, что Земля вращается вокруг Солнца по окружности, что Солнце лежит в середине орбиты, и что сфера неподвижных звезд, расположенных примерно на той же центра, как у Солнца, настолько велик, что окружность, по которой, по его предположению, вращается Земля, имеет такую ​​же пропорцию к расстоянию до неподвижных звезд, как центр сферы относится к ее поверхности.

Это породило представление о том, что должен существовать наблюдаемый параллакс с «неподвижными звездами» (т. е. наблюдаемое движение звезд относительно друг друга при движении Земли вокруг Солнца). Согласно Архимеду, Аристарх утверждал, что звезды были намного дальше, чем принято считать, и это было причиной отсутствия заметного параллакса.

Единственным другим философом древности, чьи труды по гелиоцентризму сохранились, является Селевкис из Селевкии (ок.190-150 до н.э.). Эллинистический астроном, живший в ближневосточной империи Селевкидов, Селевк был сторонником гелиоцентрической системы Аристарха и, как говорят, доказал гелиоцентрическую теорию.

Согласно современным источникам, Селевк, возможно, сделал это, определив константы геоцентрической модели и применив их к гелиоцентрической теории, а также вычислив положения планет (возможно, используя тригонометрические методы). В качестве альтернативы его объяснение могло включать явление приливов, которое, как он предположительно теоретически, было связано с влиянием Луны и вращением Земли вокруг «центра масс» Земля-Луна.

В 5 веке н.э. римский философ Марцианус Капелла из Карфагена высказал мнение, что планеты Венера и Меркурий вращаются вокруг Солнца, чтобы объяснить различия в их внешнем виде. Модель Капеллы обсуждалась в раннем средневековье различными анонимными комментаторами 9-го века, и Коперник упоминает его как оказавшего влияние на его собственные работы.

В позднем средневековье епископ Николь Орем (ок. 1320–1325–1382 гг. н. э.) обсуждал возможность вращения Земли вокруг своей оси.В своем трактате 1440 г. De Docta Ignorantia (Об ученом невежестве) кардинал Николай Кузанский (1401–1464 гг. Н. Э.) спросил, есть ли основания утверждать, что солнце (или любая другая точка) является центром вселенной.

Индийские астрономы и космологи также намекали на возможность гелиоцентрической Вселенной в период поздней античности и Средневековья. В 499 г. н.э. индийский астроном Арьябхата опубликовал свой magnum opus Aryabhatiya, в котором он предложил модель, в которой Земля вращается вокруг своей оси, а периоды планет даны относительно солнца.Он также точно рассчитал периоды планет, время солнечных и лунных затмений и движение Луны.

В 15 веке Нилакантха Сомаяджи опубликовал «Арьябхатиябхасью», комментарий к «Арьябхатиа» Арьябхаты. В нем он разработал вычислительную систему для частично гелиоцентрической планетарной модели, в которой планеты вращаются вокруг Солнца, которое, в свою очередь, вращается вокруг Земли. В Тантрасанграхе (1500 г.) он еще больше пересмотрел математику своей планетной системы и включил вращение Земли вокруг своей оси.

Модель появления Меркурия Ибн аль-Шатира, показывающая умножение эпициклов с использованием пары Туси, что устраняет птолемеевских эксцентриков и эквантов. Предоставлено: Википедия.

Кроме того, у гелиоцентрической модели Вселенной были сторонники в средневековом исламском мире, многие из которых впоследствии вдохновили Коперника. До 10 века птолемеевская модель Вселенной была общепринятым стандартом для астрономов Западной и Центральной Азии.Однако со временем стали появляться рукописи, ставящие под сомнение некоторые из его заповедей.

Например, иранский астроном 10-го века Абу Саид аль-Сиджзи противоречил модели Птолемея, утверждая, что Земля вращается вокруг своей оси, таким образом объясняя видимый суточный цикл и вращение звезд относительно Земли. В начале 11 века египетско-арабский астроном Альхазен написал критический анализ под названием « Сомнения в отношении Птолемея» (ок. 1028 г.), в котором он подверг критике многие аспекты своей модели.

Примерно в то же время иранский философ Абу Райхан Бируни (973–1048) обсуждал возможность вращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, хотя считал это философским вопросом, а не математическим. В обсерватории Марага и Улугбека (он же Самарканд) вращение Земли обсуждалось несколькими поколениями астрономов между 13 и 15 веками, и многие из выдвинутых аргументов и доказательств напоминали те, которые использовал Коперник.

Влияние гелиоцентрической модели:

Несмотря на его опасения по поводу того, что его аргументы вызовут насмешки и споры, публикация теорий Копернику вызвала лишь умеренное осуждение со стороны религиозных авторитетов. Со временем многие религиоведы пытались возражать против его модели. Но через несколько поколений теория Коперника получила более широкое распространение и признание, а тем временем получила множество влиятельных защитников.

Среди них были Галилео Галилей (1564-1642), чьи исследования неба с помощью телескопа позволили ему решить то, что считалось недостатками в гелиоцентрической модели, а также обнаружить аспекты неба, поддерживающие гелиоцентризм.Например, Галилей обнаружил луны, вращающиеся вокруг Юпитера, солнечные пятна и несовершенства на поверхности луны — все это помогло подорвать представление о том, что планеты представляют собой идеальные орбиты, а не планеты, похожие на Землю. В то время как защита Галилеем теорий Коперника привела к его домашнему аресту, вскоре последовали и другие.

Немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571-1630) также помог уточнить гелиоцентрическую модель, введя эллиптические орбиты. До этого в гелиоцентрической модели все еще использовались круговые орбиты, что не объясняло, почему планеты в разное время вращаются вокруг Солнца с разной скоростью.Показав, как планета ускорялась в одних точках своей орбиты и замедлялась в других, Кеплер решил эту проблему.

Кроме того, теория Коперника о том, что Земля способна двигаться, вдохновит на переосмысление всей области физики. В то время как прежние идеи движения зависели от внешней силы, вызывающей и поддерживающей его (например, от ветра, толкающего парус), теории Коперника помогли вдохновить концепции гравитации и инерции. Эти идеи были сформулированы сэром Исааком Ньютоном, чьи «Начала» легли в основу современной физики и астрономии.

Хотя ее продвижение было медленным, гелиоцентрическая модель в конечном итоге заменила геоцентрическую модель. В конце концов, влияние его введения было не чем иным, как революционным. Отныне понимание человечеством Вселенной и нашего места в ней навсегда изменится.


Астрономы нашли новый способ измерить силу гравитации на поверхности далеких звезд

Цитата : Что такое гелиоцентрическая модель Вселенной? (2016, 5 января) получено 18 января 2022 г. с https://физ.org/news/2016-01-heliocentric-universe.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Что такое гелиоцентрическая модель Вселенной?

Научная революция, произошедшая в 16-17 веках, была временем беспрецедентных знаний и открытий.В этот период были заложены основы современной науки благодаря прорывам в области физики, математики, химии, биологии и астрономии. А когда дело доходит до астрономии, самым влиятельным ученым определенно был Николай Коперник, человек, которому приписывают создание гелиоцентрической модели Вселенной.

Основываясь на продолжающихся наблюдениях за движением планет, а также на предыдущих теориях классической античности и исламского мира, Коперник предложил модель Вселенной, в которой Земля, планеты и звезды вращаются вокруг Солнца.При этом он разрешил математические проблемы и противоречия, вытекающие из классической геоцентрической модели, и заложил основы современной астрономии.

Хотя Коперник не был первым, кто предложил модель Солнечной системы, в которой Земля и планеты вращаются вокруг Солнца, его модель гелиоцентрической Вселенной была одновременно новой и своевременной. Во-первых, это произошло в то время, когда европейские астрономы пытались решить математические и наблюдательные проблемы, возникшие из принятой тогда Птолемеевой модели Вселенной, геоцентрической модели, предложенной во 2 веке нашей эры.

Кроме того, модель Коперника была первой астрономической системой, предложившей полное и подробное описание того, как устроена Вселенная. Его модель не только разрешала проблемы, вытекающие из системы Птолемея, но и предлагала упрощенный взгляд на Вселенную, который избавлялся от сложных математических устройств, необходимых для работы геоцентрической модели. И со временем модель приобрела влиятельных сторонников, которые способствовали тому, что она стала общепринятой астрономической конвенцией.

Иллюстрация геоцентрической системы Птолемея, сделанная португальским космографом и картографом Бартоломеу Велью, 1568 год.Предоставлено: Bibliothèque Nationale, Paris

Птолемеевская (геоцентрическая) модель:

Геоцентрическая модель, в которой планета Земля является центром Вселенной и окружена Солнцем и всеми планетами, была общепринятой космологической моделью с древних времен. К поздней античности эта модель была формализована древнегреческими и римскими астрономами, такими как Аристотель (384–322 г.100 – ок.?170 г. н.э.), которые предложили математические решения.

Геоцентрическая модель по существу сводилась к двум общим наблюдениям. Во-первых, древним астрономам казалось, что звезды, Солнце и планеты ежедневно вращаются вокруг Земли. Во-вторых, с точки зрения земного наблюдателя Земля не казалась движущейся, что делало ее фиксированной точкой в ​​пространстве.

Вера в то, что Земля имеет форму шара, которая стала признанным фактом к 3 веку до н.э., была включена в эту систему.Таким образом, ко времени Аристотеля геоцентрическая модель Вселенной стала моделью, в которой Земля, Солнце и все планеты были сферами, и где Солнце, планеты и звезды двигались в совершенных круговых движениях.

Однако только после того, как египетско-греческий астроном Клавдий Птолемей (он же Птолемей) опубликовал свой трактат Альмагест во 2 веке до нашей эры, детали стали стандартизированы. Опираясь на многовековые астрономические традиции, от вавилонских до наших дней, Птолемей утверждал, что Земля находится в центре Вселенной, а все звезды находятся на небольшом расстоянии от центра Вселенной.

Планета Марс, испытывающая «ретроградное движение» — явление, при котором кажется, что она движется назад по небу — в конце 2009 и начале 2010 года. Фото: НАСА

Каждая планета в этой системе также движется системой из двух сфер — деферент и эпицикл. Деферент представляет собой круг, центральная точка которого удалена от Земли, что использовалось для учета различий в продолжительности времен года. Эпицикл встроен в деферентную сферу, выступая своего рода «колесом в колесе».Целью эпицикла было объяснить ретроградное движение, когда кажется, что планеты в небе замедляются, движутся назад, а затем снова движутся вперед.

К сожалению, эти объяснения не учитывают все наблюдаемое поведение планет. Наиболее заметно то, что размер ретроградной петли планеты (особенно Марса) иногда был меньше или больше, чем ожидалось. Чтобы решить эту проблему, Птолемей разработал эквант — геометрический инструмент, расположенный недалеко от центра орбиты планеты, который заставляет ее двигаться с постоянной угловой скоростью.

Наблюдателю, находящемуся в этой точке, эпицикл планеты всегда будет казаться движущимся с одинаковой скоростью, в то время как из всех других мест он будет двигаться с неравномерной скоростью. Хотя эта система оставалась общепринятой космологической моделью в Римской империи, Средневековый европейский и исламский миры на протяжении более тысячи лет были громоздкими по современным меркам.

Однако ему удалось предсказать движение планет с достаточной степенью точности, и он использовался для подготовки астрологических и астрономических карт на следующие 1500 лет.К XVI веку эта модель постепенно вытеснялась гелиоцентрической моделью Вселенной, которой придерживались Коперник, а затем Галилей и Кеплер.

Изображение латинского перевода Альмагеста Джорджа Трапезунда. Кредит: Public Domain

Коперниканская (гелиоцентрическая) модель:

В 16 веке Николай Коперник начал разрабатывать свою версию гелиоцентрической модели. Как и другие до него, Коперник основывался на работах греческого астронома Атистарха, а также воздавал должное школе Мараги и нескольким известным философам из исламского мира (см. Ниже).К началу 16 века Коперник резюмировал свои идеи в коротком трактате под названием Commentariolus («Маленький комментарий»).

К 1514 году Коперник начал распространять копии среди своих друзей, многие из которых были коллегами-астрономами и учеными. В этой сорокастраничной рукописи изложены его представления о гелиоцентрической гипотезе, основанной на семи общих принципах. Эти принципы гласили, что:

  • Небесные тела не все вращаются вокруг одной точки
  • Центр Земли находится в центре лунной сферы — орбиты Луны вокруг Земли
  • Все сферы вращаются вокруг Солнца, которое находится недалеко от центра Вселенной
  • Расстояние между Землей и Солнцем составляет незначительную долю расстояния от Земли и Солнца до звезд, поэтому параллакс у звезд не наблюдается
  • Звезды неподвижны – их видимое суточное движение вызвано суточным вращением Земли
  • Земля перемещается по сфере вокруг Солнца, вызывая кажущуюся ежегодную миграцию Солнца.Земля совершает более одного движения
  • Орбитальное движение Земли вокруг Солнца вызывает кажущееся изменение направления движения планет

После этого он продолжил сбор данных для более подробной работы и к 1532 году был близок к завершению рукописи своего великого произведения — De Revolutionibus orbium coelestium (Об обращениях небесных сфер) . В нем он изложил семь своих основных аргументов, но в более подробной форме и с подробными вычислениями в их поддержку.

Сравнение геоцентрической и гелиоцентрической моделей Вселенной. Предоставлено: history.ucsb.edu

Поместив орбиты Меркурия и Венеры между Землей и Солнцем, Коперник смог объяснить изменения их внешнего вида. Короче говоря, когда они находятся на дальней стороне Солнца по отношению к Земле, они кажутся меньшими, но полными. Когда они находятся на той же стороне Солнца, что и Земля, они кажутся больше и «рогатыми» (в форме полумесяца).

Он также объяснил ретроградное движение планет, таких как Марс и Юпитер, показав, что земные астрономы имеют не фиксированную систему отсчета, а движущуюся.Это также объясняет, почему Марс и Юпитер могут казаться значительно больше в определенное время, чем в другое. По сути, они значительно ближе к Земле, когда находятся в оппозиции, чем когда они находятся в соединении.

Однако из-за опасений, что публикация его теорий приведет к осуждению со стороны церкви (а также, возможно, из-за опасений, что его теория содержит некоторые научные изъяны), он воздержался от своих исследований за год до своей смерти. Только в 1542 году, когда он был близок к смерти, он отправил свой трактат в Нюрнберг для публикации.

Историческое прошлое:

Как уже отмечалось, Коперник был не первым, кто отстаивал гелиоцентрический взгляд на Вселенную, и его модель основывалась на работах нескольких предшествующих астрономов. Первые зарегистрированные примеры этого восходят к классической древности, когда Аристарх Самосский (ок. 310–230 гг. До н. Э.) опубликовал сочинения, содержащие ссылки, которые цитировались его современниками (такими как Архимед).

Расчеты Аристарха в 3 веке до н.э. относительно относительных размеров (слева направо) Солнца, Земли и Луны.Предоставлено: Wikipedia Commons

В своем трактате The Sand Reckoner, Архимед описал другую работу Аристарха, в которой он выдвинул альтернативную гипотезу гелиоцентрической модели. Как он объяснил:

Теперь вы знаете, что «Вселенная» — это название, данное большинством астрономов сфере, центром которой является центр Земли, а радиус которой равен прямой линии между центром Солнца и центром Земли. . Это общеизвестно… как вы слышали от астрономов.Но Аристарх Самосский вывел книгу, состоящую из некоторых гипотез, в которых посылки приводят к тому, что вселенная во много раз больше, чем так называемая ныне. Его гипотезы заключаются в том, что неподвижные звезды и солнце остаются неподвижными, что Земля вращается вокруг Солнца по окружности, что Солнце лежит в середине орбиты, и что сфера неподвижных звезд, расположенных примерно на той же центра, как у Солнца, настолько велик, что окружность, по которой, по его предположению, вращается Земля, имеет такую ​​же пропорцию к расстоянию до неподвижных звезд, как центр сферы относится к ее поверхности.

Это породило представление о том, что должен существовать наблюдаемый параллакс с «неподвижными звездами» (т.е. наблюдаемое движение звезд относительно друг друга при движении Земли вокруг Солнца). Согласно Архимеду, Аристарх утверждал, что звезды были намного дальше, чем принято считать, и это было причиной отсутствия заметного параллакса.

Единственным другим философом древности, чьи труды по гелиоцентризму сохранились, является Селевкис из Селевкии (ок.190-150 до н.э.). Эллинистический астроном, живший в ближневосточной империи Селевкидов, Селевк был сторонником гелиоцентрической системы Аристарха и, как говорят, доказал гелиоцентрическую теорию.

Согласно современным источникам, Селевк, возможно, сделал это, определив константы геоцентрической модели и применив их к гелиоцентрической теории, а также вычислив положения планет (возможно, используя тригонометрические методы). В качестве альтернативы его объяснение могло включать явление приливов, которое, по его предположению, было связано с влиянием Луны и вращением Земли вокруг «центра масс» Земля-Луна.

В 5 веке н.э. римский философ Марцианус Капелла из Карфагена высказал мнение, что планеты Венера и Меркурий вращаются вокруг Солнца, чтобы объяснить расхождения в их внешнем виде. Модель Капеллы обсуждалась в раннем средневековье различными анонимными комментаторами 9-го века, и Коперник упоминает его как влияние на его собственные работы.

В позднем средневековье епископ Николь Орем (ок. 1320–1325–1382 гг. н. э.) обсуждал возможность вращения Земли вокруг своей оси.В своем трактате 1440 г. De Docta Ignorantia ( Об ученом Невежестве ) кардинал Николай Кузанский (1401–1464 гг. Н. Э.) спросил, есть ли основания утверждать, что Солнце (или любая другая точка) является центром Вселенной. вселенная.

Индийские астрономы и космологи также намекали на возможность гелиоцентрической Вселенной в период поздней античности и Средневековья. В 499 г. н.э. индийский астроном Арьябхата опубликовал свой magnum opus Aryabhatiya , в котором он предложил модель, в которой Земля вращается вокруг своей оси, а периоды планет даны относительно Солнца. Он также точно рассчитал периоды планет, время солнечных и лунных затмений и движение Луны.

Модель внешнего вида Меркурия Ибн аль-Шатира, показывающая умножение эпициклов с использованием пары Туси, что исключает птолемеевские эксцентрики и экванты. Предоставлено: Wikipedia Commons

В 15 веке Нилаканта Сомаяджи опубликовал Aryabhatiyabhasya , который был комментарием к Aryabhatiya Арьябхаты. В нем он разработал вычислительную систему для частично гелиоцентрической планетарной модели, в которой планеты вращаются вокруг Солнца, которое, в свою очередь, вращается вокруг Земли.В Тантрасанграхе (1500) он еще больше пересмотрел математику своей планетарной системы и включил вращение Земли вокруг своей оси.

Кроме того, у гелиоцентрической модели Вселенной были сторонники в средневековом исламском мире, многие из которых впоследствии вдохновили Коперника. До 10 века птолемеевская модель Вселенной была общепринятым стандартом для астрономов Западной и Центральной Азии. Однако со временем стали появляться рукописи, ставящие под сомнение некоторые из его заповедей.

Например, иранский астроном 10-го века Абу Саид аль-Сиджзи противоречил модели Птолемея, утверждая, что Земля вращается вокруг своей оси, таким образом объясняя видимый суточный цикл и вращение звезд относительно Земли. В начале 11 века египетско-арабский астроном Альхазен написал критический анализ под названием «90 128 Сомнения в отношении Птолемея 90 129» (ок. 1028 г.), в котором он подверг критике многие аспекты своей модели.

Вход в обсерваторию Улугбека в Самарканде (Узбекистан).Предоставлено: Wikipedia Commons/Sigismund von Dobschütz

Примерно в то же время иранский философ Абу Райхан Бируни (973–1048) обсуждал возможность вращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, хотя он считал это философским вопросом, а не математическим один. В обсерватории Марага и Улугбека (он же Самарканд) вращение Земли обсуждалось несколькими поколениями астрономов между 13 и 15 веками, и многие из выдвинутых аргументов и доказательств напоминали те, которые использовал Коперник.

Влияние гелиоцентрической модели:

Несмотря на его опасения по поводу того, что его аргументы вызовут насмешки и споры, публикация теорий Копернику вызвала лишь умеренное осуждение со стороны религиозных авторитетов. Со временем многие религиоведы пытались возражать против его модели. Но через несколько поколений теория Коперника получила более широкое распространение и признание, а за это время у нее появилось много влиятельных защитников.

Среди них был Галилео Галилей (1564–1642), чьи исследования неба с помощью телескопа позволили ему устранить то, что считалось недостатками гелиоцентрической модели, а также обнаружить аспекты неба, поддерживающие гелиоцентризм.Например, Галилей обнаружил луны, вращающиеся вокруг Юпитера, солнечные пятна и несовершенства на поверхности Луны — все это помогло подорвать представление о том, что планеты представляют собой идеальные орбиты, а не планеты, похожие на Землю. В то время как защита Галилеем теории Коперника привела к его домашнему аресту, вскоре последовали и другие.

Немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571-1630) также помог уточнить гелиоцентрическую модель, введя эллиптические орбиты. До этого в гелиоцентрической модели все еще использовались круговые орбиты, что не объясняло, почему планеты в разное время вращаются вокруг Солнца с разной скоростью.Показав, как планета ускорялась в одних точках своей орбиты и замедлялась в других, Кеплер решил эту проблему.

Кроме того, теория Коперника о том, что Земля способна двигаться, вдохновит на переосмысление всей области физики. В то время как прежние идеи движения зависели от внешней силы, вызывающей и поддерживающей его (например, от ветра, толкающего парус), теории Коперника помогли вдохновить концепции гравитации и инерции. Эти идеи были сформулированы сэром Исааком Ньютоном, чьи Principia легли в основу современной физики и астрономии.

Хотя ее продвижение было медленным, гелиоцентрическая модель в конечном итоге заменила геоцентрическую модель. В конце концов, влияние его введения было не чем иным, как революционным. Отныне понимание человечеством Вселенной и нашего места в ней навсегда изменится.

Мы написали много интересных статей о гелиоцентрической модели здесь, во Вселенной Сегодня.Для начала, вот «Галилей возвращается в Ватикан» и «Земля вращается вокруг Солнца». Кем был Николай Коперник? и в чем разница между геоцентрической и гелиоцентрической моделями?

Для получения дополнительной информации о гелиоцентризме взгляните на эти статьи НАСА о Копернике или центре галактики.

У

Astronomy Cast также есть эпизод на эту тему под названием «Эпизод 77: Где находится центр Вселенной» и «Эпизод 302: Движение планет в небе».

Нравится:

Нравится Загрузка. ..

Модель Коперника: Солнечная система с центром в Солнце

Модель Коперника: Солнечная система с центром в Солнце
Модель Коперника:
Солнечная система с центром в Солнце

Земноцентричная Вселенная Аристотеля и Птолемея господствовала над западным миром. мышления почти 2000 лет. Затем, в 16 веке, «новый» (но вспомни Аристарха) идея была предложил польский астроном Николай Коперник (1473-1543).

Гелиоцентрическая система

В книге называется Об обращениях небесных тел (опубликовано когда Коперник лежал на смертном одре), Коперник предположил, что Солнце, а не Земля, была центром Солнечной системы.Такая модель называется гелиоцентрическая система . Порядок планет, известный Копернику в этой новой системе показано на следующем рисунке, который мы признаем как современный порядок этих планет.
Вселенная Коперника
В этом новом порядке Земля — просто еще одна планета (третья снаружи от Солнце), а Луна находится на орбите вокруг Земли, а не Солнца. Звезды далекие объекты, не вращающиеся вокруг Солнца.Вместо этого Земля предполагается, что он вращается один раз в 24 часа, из-за чего кажется, что звезды вращаются вокруг Земли в обратном направлении.

Ретроградное движение и переменная яркость планет

Коперниканская система отбросив представление о том, что Земля была центром Солнечной системы, сразу же привели к простому объяснению как меняющихся яркость планет и ретроградность движение:
  1. Планеты в такой системе, естественно, различаются по яркости, потому что они не всегда находятся на одном и том же расстоянии от Земли.
  2. Попятное движение можно было бы объяснить с точки зрения геометрии и более быстрого движение планет с меньшими орбитами, как показано на следующем анимация.
Ретроградное движение в системе Коперника
Аналогичная конструкция может быть сделана для иллюстрации ретроградного движения планеты. внутри орбиты Земли.

Коперник и потребность в эпициклах

Существует распространенное заблуждение, что модель Коперника покончила с потребность в эпициклах.Это неправда, ведь Копернику удалось избавить самого давнего представления о том, что Земля была центром Солнечной системы, но он не подвергал сомнению предположение о равномерном круговом движении. Таким образом, в модели Коперника Солнце было в центре, но планеты по-прежнему совершал вокруг него равномерное круговое движение. Как мы увидим позже, орбиты планеты не круги, а эллипсы. Как следствие, Коперниканская модель с ее предположением о равномерном круговом движении до сих пор не мог объяснить всех деталей движения планет по небесной сфере без эпициклов.Разница заключалась в том, что система Коперника требовала многих на 90 128 меньше эпициклов на 90 129, чем в системе Птолемея, потому что она перемещала Солнце в центр.

Коперниканская революция

Ранее мы отмечали, что 3 неверные идеи сдерживали развитие современной астрономия со времен Аристотеля до 16 и 17 веков: (1) предположение, что Земля была центром Вселенной, (2) предположение о равномерном круговом движении в небе и (3) предположение что объекты на небесах были созданы из совершенной, неизменной субстанции, не найдены на Земле.

Коперник оспаривал предположение 1, но не предположение 2. Мы также можем отметить, что модель Коперника неявно ставит под сомнение третье принцип, что объекты в небе были сделаны из особого неизменного материала. Поскольку Земля – ​​это просто еще один планета, в конце концов будет естественное развитие идеи о том, что планеты созданы из того же материала, который мы находим на Земле.

Коперник был маловероятным революционером. Считается многими, что его книга была опубликована только в конце его жизни, потому что он боялся насмешками и немилостью со стороны его сверстников и церкви, возвысившей идеи Аристотеля до уровня религиозной догмы.Однако этот неохотный революционер спровоцировать цепь событий, которая в конечном итоге (намного позже его жизни) произвести величайшую революцию в размышлениях о том, что видела западная цивилизация. Его идеи оставалось малоизвестным в течение примерно 100 лет после его смерть. Но в 17 веке работы Кеплера, Галилея и Ньютона будет основываться на гелиоцентрической Вселенной Коперника и производить революция, которая полностью смела бы идеи Аристотеля и заменила бы их с современный взгляд на астрономию и естествознание. Эту последовательность обычно называют Коперниканская революция .

Был там, сделал это: Аристарх Самосский

В истории есть множество примеров, в том числе и в современной раз, когда теория или часть теории предлагается и сначала не приживается, а только позже приносит плоды – и, возможно, с более поздний сторонник получает признание, действительно заслуженное автором. Я думаю, что пример Аристарха является острым.

Это применимо и здесь, потому что идея Коперника не была на самом деле новой! А Солнцецентрированная Солнечная система была предложена еще примерно в 200 г. Б.С. по Аристарх Самосский (Самос остров у берегов современной Турции). Аристарх фактически предложил, чтобы Земля вращалась в дополнение к своей орбите вокруг солнца. К сожалению, многие сочинения Аристарха были утеряны. Однако, что более важно, они недолго просуществовали под вес влияния Аристотеля и «здравого смысла» того времени:

  1. Если бы Земля действительно вращалась вокруг оси (как это требуется в гелиоцентрической системе для объяснить суточное движение неба), почему предметы не слетали с вращающегося Земной шар?
  2. Если Земля двигалась вокруг Солнца, почему она не ушла за птицами, летящими в воздухе?
  3. Если бы Земля действительно вращалась вокруг Солнца, почему бы не было параллакса? эффект наблюдается? То есть, как показано на соседнем рисунке, где звезды казалось бы, изменить свою позицию по отношению к другим фон звезды по мере того, как Земля двигалась по своей орбите, из-за наблюдения за ними с другого перспектива (так же, как рассматривание предмета сначала одним глазом, а потом другим, вызывает изменение видимого положения объекта относительно задний план).
Первые два возражения недействительны, поскольку представляют собой неадекватное понимание физики движения, которое будет исправлено только в 17-м век. Третье возражение справедливо, но оно не объясняет того, что мы сейчас известны огромные расстояния до звезд. Как показано на следующем рисунке, количество параллакса уменьшается с расстояние.
Параллакс больше для более близких объектов

Эффект параллакса есть, но это очень мало, потому что звезды так далеко, что их параллакс можно наблюдать только с помощью очень точных инструментов.Действительно, параллакс звезд не был окончательно измерен до тех пор, пока 1838 г. Таким образом, гелиоцентрическая идея Аристарха была быстро было забыто, и западная мысль находилась в стагнации почти 2000 лет, как его ждал Коперник возродить гелиоцентрическую теорию.

Обратите внимание, что Сам Коперник первоначально дал заслуга Аристарха в его гелиоцентрическом трактате, De Revolutionibus Caelestibus, где он писал: «Филолай верил в подвижность земли, а некоторые даже говорят, что Аристарх Самосский был такого мнения.Интересно, что этот отрывок был вычеркнут незадолго до публикации, может быть потому, что Коперник решил, что его трактат будет стоять сам по себе.

Космологические модели Вселенной. Обзор

Около 14 миллиардов лет назад Вселенная начала расширяться во всех направлениях из бесконечно малой, бесконечно плотной точки, известной как сингулярность. Это событие известно как Большой Взрыв .

  • На этой иллюстрации представлена ​​временная шкала создания и расширения Вселенной, основанная на прямых наблюдениях и стандартной космологической модели.
  • Фото: Научная группа WMAP
В течение первых нескольких секунд после начала быстрой инфляции, которая продолжалась в течение следующих ста тысяч лет, возникли фундаментальные частицы, которые впоследствии составят материю, но материи в том виде, в каком мы ее знаем, еще не существовало. В этот период Вселенная была непрозрачной, наполненной сильно горячей плазмой и мощным излучением.

Однако по мере расширения Вселенной ее температура и плотность постепенно уменьшались.Плазма и излучение в конце концов были заменены водородом и гелием, самыми простыми, легкими и наиболее распространенными элементами во Вселенной. Гравитации потребовалось несколько сотен миллионов дополнительных лет, чтобы объединить эти свободно плавающие атомы в первичный газ, из которого возникли первые звезды и галактики. появился.

Это объяснение начала времени было получено из стандартной космологической модели большого взрыва , также известной как Лямбда-космологическая модель Вселенной Холодная Темная Материя или просто как Лямбда CDM .Космологическая модель — это математическое описание Вселенной, которое пытается объяснить ее текущее поведение и эволюцию во времени. Космологические модели основаны на прямых наблюдениях. Они способны делать предсказания, которые могут быть подтверждены последующими исследованиями, и опираются на общую теорию относительности, потому что эта теория дает наилучшее согласие с наблюдаемым крупномасштабным поведением. Космологические модели также основаны на двух фундаментальных предположениях:

  • В 1995 году астрономы с помощью телескопа Хаббл разрешили загадку 20-летней давности, показав, что класс галактик, который когда-то считался редким, на самом деле является самым распространенным типом галактик во Вселенной.

    Анализируя некоторые из самых глубоких изображений неба, когда-либо сделанных, астрономы пришли к выводу, что несколько миллиардов лет назад число небольших объектов неправильной формы, называемых «голубыми карликами», было гораздо больше, чем количество гигантских эллиптических галактик и спиральных галактик, таких как наш Млечный Путь.

  • Фото: Р. Виндхорст и С. Драйвер (Университет штата Аризона), Б. Кил (Университет Алабамы), NASA HubbleSite
  • Земля не находится в центре Вселенной и не занимает особого места, поэтому Космос выглядит одинаково во всех направлениях и из любого места в большом масштабе и
  • Те же самые законы физики, которые действуют на Земле, также действуют во всей Вселенной независимо от времени.

Следовательно, то, что мы наблюдаем сегодня, может быть использовано для объяснения прошлого, настоящего или помощи в прогнозировании будущих событий в природе, независимо от того, насколько далеко расположено явление.

Невероятно, но чем дальше мы всматриваемся в небо, тем дальше мы вглядываемся в прошлое. Это позволяет нам проводить общий обзор галактик, когда они были намного моложе, чтобы мы могли лучше понять, как они эволюционировали по отношению к тем, которые ближе и, следовательно, намного старше. Конечно, мы не можем видеть одни и те же галактики на разных стадиях их развития.Но у нас может быть хорошая идея, если сгруппировать галактики по категориям на основе того, что мы наблюдаем.

Поскольку считается, что первые галактики образовались из газовых облаков вскоре после образования Вселенной, стандартная модель Большого взрыва предполагает, что мы найдем самые ранние галактики, заполненные молодыми горячими звездами, которые придадут этим ранним звездным системам голубой оттенок. . Модель также предсказывает, что первые галактики были более многочисленными и намного меньшими, чем современные, и что звездные системы выросли до своего нынешнего размера иерархически по мере того, как маленькие галактики сливались и формировали более крупные островные вселенные с течением времени.

Интересно, многие из этих предсказаний подтвердились. Например, еще в 1995 году, когда космический телескоп Хаббла впервые заглянул вглубь начала времен, он обнаружил, что молодая Вселенная была заполнена тусклыми голубыми галактиками, которые были в тридцать-пятьдесят раз меньше нашего Млечного Пути.

Стандартная модель Большого взрыва также предсказывает, что эти слияния все еще продолжаются, поэтому мы должны найти доказательства этой активности и в соседних галактиках. К сожалению, до недавнего времени было мало свидетельств активности слияния галактик вблизи Млечного Пути.Это было проблемой со стандартной моделью Большого взрыва, потому что она предполагала, что наше понимание Вселенной может быть неполным или ошибочным. Подробнее »

Модель Большого Взрыва

Что такое Большой взрыв?

«Большой взрыв» — это термин, который в настоящее время является наиболее широко принятой научной моделью происхождения и эволюции Вселенной. Эта модель вытеснила другие модели, такие как теория устойчивого состояния, предложенная Hoyle , Bondi и Gold в 1940-х годах.Действительно, именно Фред Хойл ввел термин «большой взрыв» как смехотворный в интервью в 1960-х годах.

В теории Большого Взрыва Вселенная возникает, создавая время и пространство. Изначально Вселенная была бы чрезвычайно горячей и плотной. Он расширился и остыл. Часть затраченной энергии превратилась в материю. Текущие наблюдения предполагают возраст Вселенной около 13,7 миллиардов лет.

Нынешний успех модели большого взрыва зависит от нескольких ключевых областей данных наблюдений и предсказаний.Они кратко обсуждаются ниже.

Доказательства Большого Взрыва Модель

Есть несколько ключевых областей наблюдательной поддержки модели большого взрыва. Это:

  1. Наблюдаемое разбегание галактик : Астрономы согласны с тем, что связь Хаббла между расстоянием до галактик и скоростью их разбегания обусловлена ​​расширением пространства. Более далекие галактики или скопления галактик демонстрируют более высокое красное смещение своих спектральных линий, чем более близкие галактики.Затем это интерпретируется как более далекие галактики, удаляющиеся от нас быстрее, чем более близкие. Обратите внимание, важно понимать, что расширяется пространство между галактиками. Сами галактики, по-видимому, не расширяются, поскольку локальные эффекты гравитации преобладают над любым расширением пространства.
  2. Космическое микроволновое фоновое излучение : В 1965 году двое ученых, работавших в Bell Telephone Laboratories, Арно Пензиас и Роберт Уилсон , адаптировали рупорообразную антенну недалеко от Нью-Йорка для использования в радиоастрономии.Они столкнулись с шумом в системе и, несмотря на неоднократные и тщательные попытки, не смогли его устранить или найти его причину. В конце концов они поняли, что этот «шум» на самом деле был остаточным излучением Большого взрыва. Такое излучение было предсказано Гамовым в конце 1940-х годов. По мере расширения Вселенная охлаждалась так, что сегодня фоновое излучение соответствует температуре 2,725 К и имеет спектр черного тела.

    Кредит: НАСА, WMAP

    На этом графике показана природа черного тела космического микроволнового фонового излучения.Спектр соответствует фоновому излучению с температурой 2,725 К. Эти измерения выполнены прибором FIRAS на спутнике COBE. Планки ошибок для каждого измерения меньше, чем ширина красной линии.

    За последние 15 лет наблюдения этого космического микроволнового фонового излучения (CMBR) с помощью космических миссий, таких как COBE и WMAP, и миссий с использованием аэростатов, таких как BOOMERanG, которые работали в Антарктике, предоставили множество деталей.Теперь мы можем наблюдать небольшие флуктуации или анизотропии в реликтовом излучении с беспрецедентной детализацией и более тщательно сравнивать наблюдения с теорией. На изображении ниже показано, как улучшилось разрешение реликтового излучения с момента его открытия в 1960-х годах. Считается, что эти небольшие флуктуации интенсивности реликтового излучения дают информацию о небольших изменениях плотности в ранней Вселенной.

    Сравнение уровня детализации колебаний реликтового излучения с 1960-х годов до текущей миссии WMAP.

  3. Соотношения первичных элементов. Астрономы могут измерить относительное количество легких ядер водорода, дейтерия (изотопа водорода с одним протоном и одним нейтроном), гелия-3, гелия-4 и лития-7 в далеких несмешанных облаках первичного газа. Относительное содержание этих ядер соответствует рассчитанным отношениям, предсказанным по модели Большого взрыва.
  4. Наблюдаемая эволюция внегалактических объектов за космическое время .Доказательства этого первоначально были получены из радиообзоров, которые показали, что более отдаленные (следовательно, более старые) части Вселенной, по-видимому, содержат более сильные радиоисточники, чем местная область. Квазары, например, не встречаются в нашем регионе, но гораздо чаще встречаются с красными смещениями 2 или 3.
    Недавние наблюдения космического телескопа Хаббла и других телескопов предоставили нам самые глубокие виды Вселенной и ясно демонстрируют доказательства галактического эволюции и более ранние этапы их формирования.

    Недавние наблюдения HST показывают эволюцию спиральных галактик с течением времени.

Формирование материи

Вся материя, включая атомы в наших телах, воздух, которым мы дышим, и газ на Солнце состоят из комбинаций элементарных частиц, которые были созданы во время Большого Взрыва и последующей эволюции Вселенной. Прежде чем дать описание ключевых стадий образования материи, нам необходимо рассмотреть фундаментальные частицы и силы во Вселенной.

Фундаментальные частицы, строительные блоки Вселенной

Наше нынешнее понимание физики позволяет нам моделировать события во Вселенной почти, но не совсем назад, к моменту Большого взрыва. Значительные изменения в нашем понимании очень ранней Вселенной связаны с достижениями в физике частиц высоких энергий и ускорителями частиц, такими как в ЦЕРНе. Согласно «Стандартной модели» физики элементарных частиц мы теперь знаем, что вся материя вокруг нас состоит из комбинаций всего нескольких элементарных частиц.Эти двенадцать частиц делятся на два семейства: кварков и лептонов .

Кварки — это частицы, которые группируются вместе, образуя адронов . Адроны, состоящие в свою очередь из трех кварков, называются барионами . Наиболее знакомые нам барионы — это протоны и нейтроны, которые составляют ядра атомов в наших телах и остальной части Вселенной. Протон состоит из двух вверх кварков и одного вниз кварков, в то время как нейтрон имеет два нижних кварка и только один верхний кварк.Если вы изучите следующую таблицу, то увидите, что заряды кварков составляют доли заряда электрона, e . Отсюда общий или суммарный заряд протона = 2 × (+2 e /3) – 1 × (-1 e /3) = +1 e , а общий заряд нейтрона равен 0,

. Лептоны

включают три заряженные частицы: электрон , мюон и тау частица. С каждым из них связано частиц нейтрино , которые являются нейтральными.

Вместе эти двенадцать частиц являются строительными блоками материи . Интересно, что каждому из них соответствует античастица . Они отличаются только тем, что имеют противоположный заряд, но имеют ту же массу, что и соответствующая частица материи. Эти античастицы вместе известны как антиматерия .

Фундаментальные частицы

Семья Имя Зарядка Масса отдыха Символ
Кварки до

+2 и /3

~ 4 МэВ

и

подвеска ~ 1250 МэВ

с

верх ~1 784 000 МэВ

т

вниз

-1 и /3

~ 6 МэВ

д

странный ~ 110 МэВ

с

дно ~ 4100 МэВ

б

Лептоны электрон

и

0. 511 МэВ

е

мюон 105,7 МэВ

мкм

тау 1784 МэВ

т

электронное нейтрино

0

<2,5 эВ

ν и

мюонное нейтрино <170 кэВ

ν μ

тау нейтрино <18 МэВ

ν τ

Кварки можно разделить на три семейства: верхние и нижние, прелестные и странные, а также верхние и нижние кварки. Каждое последующее семейство имеет более массивные частицы. Этой тенденции следуют и лептоны; электрон и его нейтрино легче мюона и мюонного нейтрино, которые, в свою очередь, легче тау- и тау-нейтрино.

Основные силы

Все взаимодействия во Вселенной возникают благодаря только одной из четырех фундаментальных сил:

Основные силы

Сила Пример Относительная прочность
(на высоте 10 -15 м)
Диапазон Частица обмена
Гравитационный Действует на все объекты с массой.
Отвечает за орбиту Земли вокруг Солнца. Связывает звезды, планеты и галактики вместе.

10 -38

Большой радиус действия (бесконечный) Описывается общей теорией относительности как следствие искривления пространства-времени.
Гравитон является гипотетической обменной частицей
Слабый Участвует в превращении нейтрона в протон при распаде В .

10 -13

<10 -18 м W + , W и Z 0 бозоны
Электромагнитный Взаимодействие между заряженными частицами.
Отвечает за свет и химические свойства вещества и

10 -2

Большая дальность действия (теоретически бесконечная, но ограниченная из-за компенсирующих эффектов + и – зарядов и магнитных полюсов) фотон
Сильный Связывает нуклоны (протоны и нейтроны) вместе в ядре

1

расстояние соседних нуклонов в ядре
(10 -15 м)
глюонов

Считается, что сразу после Большого взрыва все четыре силы были объединены и управлялись одной Теорией всего .По мере расширения Вселенной плотность энергии падала, и силы начали отделяться друг от друга. Первое расщепление произошло, когда гравитация отделилась от других в планковское время , около 10 -43 с. На этом этапе Вселенная находилась при температуре 10 32 К. Электромагнетизм и сильное и слабое ядерные взаимодействия по-прежнему объединялись в Великую объединенную силу .

При 10 -35 с и температуре 10 27 К сильное ядерное взаимодействие отделилось от электрослабого взаимодействия.Затем эти две силы разделились примерно на 10 90 650 -12 90 651 с, когда Вселенная была на 10 90 650 15 90 651 К, что дало начало четырем различным силам в нашей Вселенной сегодня. Хотя гравитация является самой слабой из всех этих сил, теперь она управляет эволюцией Вселенной благодаря своему дальнодействующему влиянию и количеству присутствующей материи.

Производство частиц и нуклеосинтез

Интенсивная энергия, высвободившаяся при Большом Взрыве, стала источником всей материи во Вселенной.Квантовая физика объясняет образование пар частица-античастица. В то время как большинство из них продолжали взаимно уничтожать друг друга, производя гамма-фотоны, очень небольшой дисбаланс материи по сравнению с антиматерией обеспечил строительные блоки для ядер и атомов.

Кредит: CSIRO

Аннигиляция пар частица-античастица с образованием гамма-фотонов.

В течение трех минут после Большого взрыва в результате термоядерных реакций между протонами и нейтронами образовались ядра гелия и дейтерия.Этот процесс называется нуклеосинтезом . 370 000 лет спустя Вселенная расширилась и остыла настолько, что электроны могли образовать стабильные атомы водорода и гелия. Говорят, что в этот момент материя отделила от излучения, и Вселенная стала прозрачной для фотонов. Таким образом, свет мог перемещаться на большие расстояния. Мы можем рассматривать это событие как CMBR. На приведенной ниже диаграмме показана одна из возможных последовательностей нуклеосинтеза, ответственных за образование ядер гелия-4 из протонов и нейтронов.Около 24 % барионной массы ранней Вселенной составлял гелий, остальные 76 % — водород.

Кредит: CSIRO

Производство гелия путем нуклеосинтеза в течение первых трех минут существования Вселенной.

В таблице ниже представлены ключевые события ранней истории Вселенной.

Хронология с момента Большого Взрыва

Время с момента Большого Взрыва Температура
К
Эра Ключевые события
0

Радиация-
доминирует над
Большой взрыв.Образовалась Вселенная. Время до 10 -43 с называется планковским временем. Наша физика пока не может подробно описать этот интервал.
10 -43 с

10 32

Гравитационная сила отделяется от сильно-электро-слабой силы (силы Великого Объединения). Образуются и распадаются микроскопические черные дыры.
10 -35 с

10 27

Завершение Великого объединения (сильное взаимодействие отделяется от электрослабого).Создано
кварков, лептонов и античастиц.
Происходит инфляция? Вселенная расширяется в 10 25 раз.
Гравитоны формируются и распадаются.
10 -12 с

10 15

Четыре фундаментальные силы теперь различаются.
Лептоны распадаются на электроны, нейтрино и античастицы.
Гравитация начинает контролировать расширение.
10 -6 с

10 13

Кварки и антикварки образуют протоны, нейтроны и античастицы.
Протоны и антипротоны; нейтроны и антинейтроны аннигилируют друг друга, оставляя небольшой избыток протонов и нейтронов плюс много фотонов.
1 с

10 10

Нейтрино и антинейтрино расцепляются.
15 с

3 × 10 9

Электроны и позитроны аннигилируют друг друга. Остался небольшой избыток электронов (= количество протонов, поэтому суммарный заряд Вселенной равен 0) плюс больше фотонов.
3 минуты

10 9

Протоны и нейтроны сливаются в ядра гелия (нуклеосинтез). Запасные нейтроны израсходованы.
370 000 лет

3000

Материя-
доминирует над
Материя отделяется от излучения — электроны вращаются вокруг ядер, образуя атомы. Вселенная становится прозрачной для фотонов, поскольку теперь они могут путешествовать на большие расстояния, не взаимодействуя с заряженными частицами.
Эта развязка теперь рассматривается как фоновое космическое микроволновое излучение 2,7 К.
1 миллиард лет Образуются первые звезды и галактики. Тяжелые элементы образуются при взрывах сверхновых.
8,4 миллиарда лет Образование Солнца и Солнечной системы.
13,4 миллиарда лет
(сейчас)

3

человек на Земле

Модель Большого взрыва успешно объясняет образование легких элементов, водорода, гелия и следов лития и их изотопов из элементарных частиц.Элементы тяжелее гелия, включая железо, углерод и кислород в наших телах и уран в Земле, были синтезированы позже в звездах. Наши тела состоят из обломков звезд предыдущих поколений.

Современная космология

Наше понимание Вселенной претерпело глубокие изменения благодаря недавним наблюдениям и открытиям. В течение некоторого времени астрофизики осознавали, что во Вселенной недостаточно видимой материи, чтобы объяснить гравитационное сцепление скоплений галактик или скорость вращения спиральных галактик.Эти галактики вращаются слишком быстро, чтобы наблюдаемая материя в них могла удерживать их вместе. Для решения этой дилеммы была предложена концепция темной материи . Это материя, которую нельзя увидеть (отсюда темная ), но в остальном гравитационно взаимодействует с обычной материей. Был предложен ряд кандидатов от нейтрино, WIMPS (слабо взаимодействующие массивные частицы) и MACHOS (массивные астрофизические компактные гало-объекты). Хотя некоторые из них уже исключены, до сих пор нет единого мнения относительно того, что такое темная материя.Поиск продолжается.

Возможно, еще более интригующим, чем поиски темной материи, является открытие, основанное на наблюдениях далеких сверхновых, что Вселенная не просто расширяется, а на самом деле ускоряется . Астрофизики предложили концепцию темной энергии во Вселенной. Это действует как сила отталкивания в больших масштабах, преодолевая гравитацию. Как и в случае с темной материей, мы еще не знаем подробно, что представляет собой эта энергия.

Сочетание этих двух открытий дает нам совсем другую картину Вселенной, чем та, что была несколько десятилетий назад.Теперь мы верим, что вся «обычная» материя, из которой состоим мы, звезды и галактики, составляет лишь небольшую часть составляющих Вселенной.

Кредит: НАСА, WMAP

Сейчас считается, что «обычная» материя составляет всего 5% Вселенной.

В этом разделе представлена ​​лишь краткая информация о Большом Взрыве. Есть еще проблемы, которые нужно решить, и вопросы, которые нужно решить, но модель Большого взрыва остается нашей лучшей моделью для понимания происхождения и эволюции Вселенной в настоящее время.Если вы хотите узнать больше, перейдите на многие из превосходных внешних источников, перечисленных на нашей странице ссылок.

Постоянно расширяющаяся Вселенная в современной космологии,

Постоянно расширяющаяся Вселенная в современной космологии,

Вернуться в расширяющуюся вселенную Дэвида

Постоянно расширяющаяся Вселенная в современной космологии,
Дэвид Р.Гилсон

 

 

Реферат

Отчет о работе, проделанной в наше время для определения происхождения, поведения и судьбы нашей Вселенной на основе теории и наблюдений.Мы начинаем с истоков современной космологии, почти с начала этого века, с публикации Общей теории относительности. Мы быстро проходим через краеугольные камни века в современной космологии до настоящего времени с помощью теории инфляции Алана Гута и чудесных наблюдений, сделанных группой Сола Перлмуттера за множеством сверхновых, чтобы вывести универсальные скорости расширения на протяжении эпох.

 

 

В начале

Рисунок 1.Альберт Эйнштейн.

В 1916 году Альберт Эйнштейн опубликовал свою знаменитую общую теорию относительности (ОТО). Эта теория дала миру совершенно новый взгляд на вселенную. Эйнштейн постулировал, что пространство и время — это просто ординаты одной и той же системы координат. Более того, это пространство-время было искривлено в присутствии материи.

Рисунок 2. Эйнштейновская модель пространства-времени и материи.

 

Эйнштейн основал геометрию своего пространства-времени на геометрической структуре риманова пространства-времени.Риенман был первым, кто публично предположил, что существует возможность конечной и неограниченной Вселенной, рассматривая пространство как многообразие на поверхности гиперсферы (это было в 1857 г., лекция была опубликована посмертно в 1868 г.). Эйнштейн стремился привести свои теории в соответствие с наблюдениями того времени. В 1917 году галактика Млечный Путь (наш галактический дом!) наблюдалась как вся Вселенная (учитывая спектр инструментов того времени), которая не расширялась и не сжималась.Поскольку теория Эйнштейна (и даже ньютоновские теории предсказывали то же самое, задним числом ) предсказывала динамическую Вселенную. Идея о том, что мы живем в статической Вселенной, была настолько сильна, что Эйнштейн пересмотрел ОТО, включив в нее космологическую постоянную (обозначенную буквой L), чтобы получить релятивистскую, но статичную вселенную, и, как хорошо известно, позже он назвал это самой большой ошибкой своей теории. карьера . Однако более новые теории возродили эту константу, чтобы ввести дальнодействующую антигравитационную -силу для объяснения дальнего расширения Вселенной.

Наступил 1919 год, и ОТО была общепринята в качестве основы для модели нашей Вселенной. Сэр Артур Эддингтон возглавил экспедицию на Северный полюс, чтобы наблюдать за положением некоторых звезд во время солнечного затмения. ОТО предсказывала, что эти звезды появятся там, где должны, потому что гравитация (или искривление пространства-времени) вокруг Солнца отклонит путь света от этих звезд. Наблюдения Эддингтона полностью соответствовали предсказаниям Эйнштейна. Учитывая этот успех и предсказание перигелия планеты Меркурий, ОТО была воспринята всеми, и был проложен путь современной космологии, несмотря на веру в статическую Вселенную.

 

Номинальная стоимость

В то время российский физик, математик и метеоролог Александр Александрович Фрейдман казался единственным человеком, который принимал ОТО за чистую монету, поскольку она говорит нам, что мы действительно живем в динамичной и изменяющейся Вселенной. Фрейдманн основывал свою модель на двух простых предположениях. Во-первых, что Вселенная выглядит одинаково во всех направлениях. Во-вторых, первое предположение было бы верным из любой другой точки Вселенной.Очевидно, что это неверно в масштабах планет или даже солнечных систем и галактик, но оправдание возникает при рассмотрении в очень больших масштабах, потому что Вселенная действительно обладает крупномасштабной однородностью (как позже обнаружили два исследователя из лаборатории Белла! ). Фрейдман нашел только одну модель Вселенной, которая соответствовала его предположениям. В этой модели Вселенная начинается с нулевого объема и бесконечной плотности и расширяется с начала времени. Во время расширения гравитация всегда будет притягивать все во Вселенной, в конце концов она победит.После того, как Вселенная расширится в течение определенного времени, она начнет сжиматься и вернется в исходное состояние нулевого объема и бесконечной плотности. Это то, что называется закрытой вселенной. В 1922 году Фрейдманн опубликовал свою работу, которая включала в себя предсказание, которое было независимо обнаружено в результате наблюдения Эдвина Хаббла в 1929 году. Несмотря на это и на то, что будущие модели Вселенной будут основаны на 90 069 моделях Фрейдмана и предположениях 90 070, его работы оставались малоизвестными в западном мире еще 13 лет.Мы вернемся к этому позже.

 

Наблюдение конца статической вселенной

Эдвин Хаббл работал в Чикагском университете в 1920-х годах. До 1924 года считалось, что наша галактика охватывает всю наблюдаемую вселенную и что это уникальная система (в то время наша галактика покрывала все, что мы могли наблюдать!). Однако Хаббл показал, что существует множество других галактик. В то время было практически невозможно измерить расстояния между галактиками, но с помощью косвенного метода измерения светимости квазаров (пульсирующих звезд, лежащих вблизи центра галактик, «квазизвездных объектов» ) он показал, что вовлеченные расстояния были намного больше, чем у местных звезд.Это уже противоречило обоснованию Эйнштейном использования космологической постоянной.

 

Рисунок 3. Эдвин Хаббл.

Хаббл был одним из немногих привилегированных, кто имел доступ к телескопу только для него, в отличие от 1980-х и 90-х, когда астрономы могли использовать только ограниченные периоды времени для использования лучших телескопов. После того, как Хаббл открыл другие галактики, он кропотливо измерял и каталогизировал галактики в течение пяти лет, результаты его открытий будут иметь последствия для всей космологии (и даже за пределами науки!).Хаббл обнаружил, что каждая галактика, которую он наблюдал, имела красное смещение, что означало, что все удалялось от нас. Хаббл измерил красное смещение для всех наблюдаемых им галактик, а также их расстояние от нас. Хаббл обнаружил сильную корреляцию между красным смещением и соответствующим расстоянием. Затем Хаббл сделал закон Хаббла из своих наблюдений,

v=H или d

Где v — скорость удаления, а d — расстояние от нас.H o равно постоянной Хаббла . Значение H o очень важно и широко востребовано вплоть до сегодняшнего дня. Рассмотрим этот аргумент. Если все началось с большого взрыва и с тех пор все удалялось с постоянной скоростью v, то в любой момент времени расстояние между двумя точками равно d. Таким образом, возраст Вселенной равен просто t=d/v , времени, необходимому для путешествия на расстояние d. То есть возраст Вселенной как раз обратно пропорционален постоянной Хаббла.Более точные расчеты должны учитывать тот факт, что гравитация, возникающая из-за всех форм материи и энергии во Вселенной, замедляет расширение. Бельгийский священник Ламэтр, который получил, впервые произвел это вычисление: t = (2/3) x (1/H o ) как возраст вселенной. Общая теория относительности предсказывает, что более плотная Вселенная расширяется быстрее, чем менее плотная. Следовательно, более плотная Вселенная расширится до заданного размера раньше, чем менее плотная. Одним из первых, кто определил возраст Вселенной, был епископ Ашер, который определил возраст Вселенной как время, прошедшее с момента ее сотворения Богом.Он определил, что Вселенная была создана в воскресенье, 23 октября 4004 г. до н.э. Современные оценки несколько раньше!

Следует также отметить, что помимо соотношения скорости и расстояния в закон Хаббла входит еще одна формула для критической плотности Вселенной. Это такая плотность, что Вселенная в конечном итоге перестанет расширяться, но никогда не остановится полностью, так что она не сожмется (это называется плоской Вселенной, но об этом позже).

r

критический =(3h3)/(8pG).Это следует отметить, потому что это приводит нас к третьему значению космологической постоянной, на которое опираются современные теории, постоянной омега (W), которая представляет собой отношение реальной плотности Вселенной к критической плотности.

В Приложении 1 обсуждаются дальнейшие модели Фрейдмана и их последствия для моделей Вселенной.

 

Искажение времени

Теперь мы возвращаемся к 1965 году. Два американских физика из Принстонского университета, Боб Дик и Джим Пиблз, работали над предложением Джорджа Гамова (бывшего ученика Фрейдмана).Они утверждали, что если Вселенная началась с большого взрыва и что начальное состояние Вселенной было чем-то вроде сильно горячего первобытного бульона, то мы все равно должны были бы видеть излучение той эпохи Вселенной. Однако, учитывая размер и скорость расширения Вселенной, к тому времени, когда это излучение достигнет нас, оно будет иметь такое красное смещение, что покажется нам микроволнами.

Примерно в то же время два физика из близлежащих лабораторий Белла, Арно Пензиас и Роберт Уилсон, работали над «радио-рупором» для обнаружения микроволн.При тестировании своего оборудования они обнаружили, что обнаруживают гораздо больше шума, чем ожидалось. Шум, казалось, исходил не с какого-то определенного направления. Сначала в детекторе обнаружили птичий помет. Как только детектор был очищен, а остальные электронные системы проверены, они поняли, что неисправности не произошло. Детектор по-прежнему обнаруживал одинаковое количество шума днем ​​и ночью, и изо дня в день. Это означало, что излучение должно было исходить из-за пределов нашей галактики.Атмосферный шум будет меняться при наклоне детектора, потому что глубина атмосферы будет разной под разными углами. Излучение Солнечной системы или нашей галактики будет меняться по мере того, как Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца.

 

Рисунок 4. Пензиас и Уилсон в 1965 году.

Пензиас и Уилсон узнали о том, что Дикке и Пиблз находятся в ожидании поиска фонового космического излучения, и сообщили им, что они его нашли! Пензиас и Уилсон получили Нобелевскую премию по физике в 1978 году за свое открытие.

Модель Вселенной Большого взрыва (какой бы вариант, открытый, плоский или закрытый) теперь не была общепринятой. Модель большого взрыва может объяснить всеобщее расширение, микроволновое фоновое излучение и обилие легких элементов (а именно, H, He, C, N и O). Однако не обошлось без проблем: модель биг-бэнда не могла учитывать такие факторы, как;

Почему микроволновый фон такой однородный (Проблема Горизонта).

Почему галактики распределены в виде огромных пластов (Проблема структурообразования).Почему пространство-время такое плоское (проблема плоскостности).

 

 

 

Новые горизонты

В 1980 году Алан Гут предложил теорию инфляции. Это в основном модификация теории большого взрыва. Теперь Вселенная расширяется с масштабным коэффициентом a(t) . Главный постулат этой теории заключается в том, что, когда Вселенная существует всего около триллиона триллионов триллионных долей секунды, вакуум все еще существует, т.е.е. материи нет, но, обращаясь к квантовой теории поля, мы можем сказать, что существует виртуальных частиц . Поль А.М. Дирак впервые предложил виртуальные частицы в 1930 году.

 

Рисунок 5. Пространственно-временная диаграмма появления и уничтожения пар частица-античастица.

Для инфляционных моделей мы предполагаем, что эта плотность энергии огромна. Расширение, которое происходит во время инфляционного периода, называется так потому, что за 10 90 650 -32 90 651 секунд Вселенная расширяется (или раздувается!) в 10 90 650 50 90 651 раз.Эта огромная скорость расширения решает проблему плоскостности теории большого взрыва, расширение настолько велико, что кривизна пространства-времени кажется локально нулевой. Учтите, что область мира, на которой вы стоите, кажется плоской, но земля на самом деле сферическая (приблизительно!).

 

 

Рисунок шесть. Наш горизонт событий (красный) наложен на большую и маленькую изогнутые поверхности.

На рисунке 6 показан наш горизонт, наложенный на сферу очень большого радиуса вверху или на сферу меньшего размера внизу.Поскольку мы можем видеть только до нашего горизонта, для инфляционного случая сверху сфера большого радиуса кажется нам почти плоской.

Концепция горизонтов дает нам возможность объяснить, почему Вселенная такая однородная (однородная). То, что мы называем видимой вселенной, когда-то ограничивалось одним пузырем размером не более 3 x 10 90 650 -26 90 651 см в поперечнике; расстояние, которое свет может пройти за 10 -36 секунд с начала. Следовательно, каждая часть видимой вселенной когда-то соприкасалась.Это решает проблему горизонта. Таким образом, мы получаем равномерное распределение фонового излучения, потому что свет смог симметрично распределиться по небольшому объему, который затем раздулся .

Последним недостатком теории большого взрыва, который следует здесь упомянуть, является проблема формирования структуры. Флуктуации плотности (неровности) в распределении материи, вызванные первоначальными квантовыми флуктуациями энергии вакуума, формируют зародыши галактик, которые формируются в виде огромных паутинных листов, охватывающих Вселенную.Именно эти первоначальные колебания плотности были обнаружены спутником COBE в 1992 году. Считается, что эти семян повлияли из-за небольшой разницы в гравитационных полях из-за возмущений плотности . В Приложении 4 показана временная шкала Вселенной, предсказанная теорией инфляции.

Исследователь Co smic B ackground E (COBE) был запущен в 1992 году для составления карты всего поля фонового космического излучения.Космологи хотели увидеть мельчайшие флуктуации в излучении, чтобы поддержать теории о том, что небольшие квантовые флуктуации в изначальной Вселенной привели к сверхобразованиям галактических скоплений, наблюдаемым в глубоком космосе. Ниже приведены некоторые карты, созданные COBE.

 

 

Рисунок семь. Некоторые карты космического излучения COBE.

COBE также вновь открыл путь космологии, проложенный возможностью, реализованной в ОТО Эйнштейна. Теория Эйнштейна объясняет гравитацию с точки зрения искривления пространства-времени.Если пространство-время может искривляться, оно, несомненно, может и рябить, а гравитационные волны часто описывают как рябь в пространстве-времени. Они движутся, как волны в пруду, распространяясь наружу от источников экстремальных гравитационных возмущений, таких как столкновение звезды с черной дырой. Они вызывают временное искажение пространства-времени, а затем путешествуют дальше, обычно не оставляя следов. Эти гравитационные волны часто называют Гравитонов . Было высказано предположение, что флуктуации температуры (анизотропии в поле фонового космического излучения) могли быть вызваны, по крайней мере частично, гравитационными волнами.Эта возможность была впервые выдвинута в середине 1980-х годов в работах Роберто Фаббри и Мартина Поллока в Италии, Ларри Эбботта и Марка Уайза в США и Алексея Старобинского в Институте теоретической физики Ландау в Москве. Но в то время к их работе относились как к диковинке и оставались в значительной степени неизвестными. COBE все изменил. В течение нескольких месяцев появилось множество статей, «напоминающих» ученым о более ранней работе и переоценивающих ее в свете современного мышления. Вывод: то, что наблюдал COBE, могло быть вызвано гравитационными волнами.В ранней Вселенной, когда Вселенная была очень горячей, поскольку материя во Вселенной находилась в фазе плазмы, потому что температура была слишком высокой для того, чтобы электроны могли соединиться с положительными ядрами/ионами. В этот период фотоны очень хорошо связывались с составляющими плазмы. Только когда Вселенная остыла и электроны объединили положительные ионы (период рекомбинации ), фотоны отделились от окружающего вещества, и такие взаимодействия прекратились. Гравитоны взаимодействуют с пространством-временем, когда они прокладывают себе путь через Вселенную, и когда они взаимодействуют с пространством-временем, а также с заключенной в нем материей.Если бы гравитационные волны проходили через Вселенную так же, как микроволновое излучение отделялось от материи, они бы постоянно влияли на структуру микроволнового фона. Излучение перемещалось бы внутрь и наружу вместе с материей. Там, где материя и излучение притягивались к нашей части древней Вселенной, их скорость и энергия увеличивались, и, следовательно, возрастала температура микроволн. Там, где движение гравитационных волн отталкивало материю от нашей части древней Вселенной, их температура должна была снижаться.Поскольку охлаждение микроволнового излучения продолжалось равномерно по мере расширения Вселенной, эти различия в микроволновом фоне сохранятся.

Оказалось, что COBE не имеет достаточно высокого разрешения, чтобы определить, наблюдалось ли взаимодействие гравитонов. Однако поиск все еще продолжается с более традиционными методами. Примерами являются гравитонная/фотонная интерферометрия с лазерными лучами в высоковакуумных камерах, которые строятся или уже работают в США и Европе.Эксперименты меньшего масштаба с лазерами и попытки определить воздействие гравитационных волн на большие металлические стержни пока не увенчались успехом.

 

Несбыточная мечта

В 1987 году физик Сол Перлмуттер присоединился к рядам астрономов и космологов-наблюдателей, пытаясь определить судьбу Вселенной. Перлмуттер работал в области физики элементарных частиц, но решил, что ему нужно заняться вопросом, который его вдохновил: какова судьба нашей вселенной? При этом он собрал международную группу ученых.Чтобы определить, как менялась скорость расширения Вселенной, ему нужно было сравнить, как быстро звезды/галактики расходились друг от друга в ранней Вселенной, с тем, как быстро они удалялись друг от друга в наши дни. Наблюдение за объектами из ранней Вселенной означало наблюдение за вещами с невероятно огромных расстояний. Единственный способ провести такое сравнение — это сравнить что-то, что всегда сияло в космосе с одинаковой яркостью. В такой динамичной вселенной подобное было маловероятным.Однако есть один звездный объект, который делает именно это, Supernovae . Сверхновые — это взрывы умирающих гигантских звезд, только звезды, достигшие критической плотности, произведут сверхновую, поэтому сверхновые всегда будут иметь одинаковую яркость. Они также являются одной из немногих вещей, которые все еще видны на больших расстояниях, которые Перлмуттер и его команда должны были исследовать. Сверхновые легко затмевают галактику, в которой они расположены. Обычно они длятся всего около трех недель, но сияют силой 10 миллиардов звезд! У этого плана есть только один недостаток: сверхновые появляются в данной галактике только два раза в столетие, так что, не дожидаясь 500 лет чего-то, что может произойти где угодно, требуется новая стратегия.

Разработанный план заключался в одновременном наблюдении за сотнями галактик с использованием мощных телескопов в сочетании с камерами с очень широким углом обзора и набором детекторов с высоким разрешением на основе приборов с зарядовой парой (ПЗС). Поиск всего необходимого оборудования занял у команды Перлмуттера несколько лет. В 1992 году у команды был аппарат, и им удалось договориться о времени на гавайском телескопе, все, что им нужно было сделать, это пойти, получить данные и проанализировать их, немалый подвиг! Следующим препятствием для команды была обработка изображений: каждый раз, когда они подходили к телескопу, они генерировали сотни изображений далеких галактик.Общий процесс заключался в том, чтобы дважды сфотографировать одни и те же галактики с трехнедельным перерывом между ними, затем изображения сравнивались на компьютерах команды. Программное обеспечение, которое они разработали, предоставило им краткий список потенциальных сверхновых, оставив окончательное решение за невооруженным глазом. После пяти лет наблюдений в 1997 году команда по требованию обнаружила 42 сверхновые. Они доказали, что то, что считалось невозможным, можно было сделать. Они решили, что пришло время вычислить судьбу Вселенной.Ожидаемый и искомый результат заключался в том, что они будут вычислять, насколько быстро замедляется расширение Вселенной, однако они обнаружили нечто совершенно иное!

Все обнаруженные группой сверхновые были на 20% слабее, чем ожидалось. Это означало, что они были намного дальше во Вселенной, чем должны были быть в соответствии с известными законами гравитации. Это означало, что скорость изменения скорости расширения Вселенной была на самом деле положительной, Вселенная, казалось, ускорялась.Как только это было объявлено, к массе наблюдателей, присоединившихся к поискам сверхновых, присоединились и теоретики. Они попытались объяснить это наблюдение с помощью виртуальных частиц и энергий вакуума. Должна быть какая-то таинственная энергия, противодействующая гравитационному притяжению во Вселенной. После просмотра старых документов выяснилось, что такую ​​энергию уже предлагал 81 год назад не кто иной, как сам Альберт Эйнштейн. Хотя это то, что он назвал самой большой ошибкой своей жизни, это была его печально известная Космологическая Константа (L).

До сегодняшнего дня научное сообщество все еще спорит и подсчитывает, был ли прав Эйнштейн относительно типа L-энергии. Сол Перлмуттер и его команда все еще работают над своими выводами.

 

Последний рубеж

Итак, до момента написания (май 1999 г.) поиск судьбы этой вселенной все еще продолжается. Если верить нынешним идеям, какой бы ни была судьба нашей вселенной, она станет чем-то, что мы никогда не представляли возможным.Однако кое-что можно сказать наверняка: судьба нашей Вселенной по-прежнему остается одним из немногих открытий, которые человечество еще не завершило, одним из немногих фундаментальных философских вопросов, на которые предстоит ответить. Однако следует задать другой вопрос: как только мы узнаем ответ в меру своих возможностей, будет ли наш мир когда-нибудь снова казаться прежним?

 

Приложение 1.

Изготовление моделей

В 1935 году модели, подобные той, что была создана Фрейдманом 13 лет назад, были сделаны американским физиком Говардом Робертсоном и британским математиком Артуром Уокером в ответ на открытие Хабблом равномерного расширения Вселенной.Хотя Фрейдманн нашел только одну модель, которая соответствовала его предположениям, на самом деле существует три моделей Фрейдмана . По сути, цель современной космологии состоит в том, чтобы определить, в какую из этих моделей вписывается наша Вселенная. Первая модель подобна той, которую открыл Фрейдман, Вселенная начинается с бесконечно малого объема и расширяется. Плотность Вселенной ниже критического значения, поэтому гравитация в конечном итоге побеждает, и Вселенная начинает сжиматься. В конце концов Вселенная переходит от большого взрыва к большому сжатию .

 

 

Рисунок 8. Схема модели замкнутой вселенной Фрейдмана.

 

Вторая модель Фрейдмана — это та, в которой плотность Вселенной выше критического значения. Вселенная расширяется так быстро, что улетает от гравитации и просто продолжает расширяться вечно.

 

Рисунок девять. Схема модели открытой вселенной Фрейдмана.

В третьей модели Фрейдмана плотность Вселенной достигает критического значения. В этом случае Вселенная расширяется после большого взрыва, но замедляется настолько, что скорость расширения стремится к нулю по мере приближения к бесконечному будущему, это называется плоской Вселенной.

 

Рисунок десять. Схема модели плоской Вселенной Фрейдмана.

Различные типы расширения можно сравнить ниже.

 

Рисунок одиннадцать.Графики трех моделей Фрейдмана.

 

Также показана геометрия каждой модели, это всего лишь представления, так как реальные модели имеют четыре измерения, которые мы не можем визуализировать.

 

Рисунок двенадцать. Геометрия каждой вселенной Фрейдмана.

 

Приложение второе.

 

Теория стационарного состояния

 

Рисунок тринадцать.Сэр Фред Хойл.

Несмотря на подтверждающие доказательства, многим людям не нравилась идея о том, что Вселенная действительно имела начало, поэтому некоторые группы пытались построить теории, избегающие этого. Теория, получившая наибольшую поддержку, была предложена в 1948 году двумя беженцами из оккупированной нацистами Австрии, Германом Бонди и Томасом Голдом, вместе с британцем Фредом Хойлом. Проще говоря, их теория утверждала, что по мере того, как галактики расходятся, в пространстве между ними создается новая материя со скромной скоростью одна частица на кубический километр в год.Наблюдения, сделанные Мартином Райлом из колледжа в конце 1950-х и начале 1960-х годов с использованием радиотелескопа, противоречили предсказаниям стационарной теории. Кроме того, открытие, сделанное Пензиасом и Уилсоном, означало, что от стационарной теории пришлось полностью отказаться. Хойл все еще защищал варианты стационарной теории, по крайней мере, до 1970-х годов.

 

Рисунок четырнадцать. Схема стационарной теории.

 

Приложение 3.

 

Колеблющаяся Вселенная

Одним из следствий теории большого взрыва является то, что Вселенная однажды придет к концу, или, по крайней мере, любая жизнь во Вселенной придет к концу. Если Вселенная либо открыта, либо плоская, а это означает, что она расширяется вечно, она будет существовать в течение бесконечного периода времени. Но в конце концов весь материал во всех поколениях звезд будет исчерпан, и Вселенная станет холодной и темной. В закрытой вселенной, в которой расширение в конце концов прекращается и следует сжатие, конец далеко не холодный и темный, поскольку приближается Большое Сжатие, Вселенная становится все горячее и ярче, пока не взорвется в сингулярность и не исчезнет.

Но так ли это на самом деле? Некоторые ученые предполагают, что Большой хруст не станет сигналом конца. Возможно, за Большим сжатием последует еще один Большой взрыв, породив новую вселенную возможностей. Идея о том, что Челки следуют за Хрустами в бесконечном цикле, известна как колеблющаяся Вселенная. Хотя не было разработано никакой теории, объясняющей, как это вообще могло произойти, она имеет определенную философскую привлекательность для людей, которым нравится идея бесконечной вселенной

.

 

Рисунок пятнадцать.Осциллирующая вселенная.

 

 

Приложение четвертое.

 

Временная шкала Вселенной, предсказанная инфляционной теорией.

10 -43 секунды — это называется планковским временем.

За более короткое время все наши современные теории рушатся. Даже сами понятия пространства и времени теряют смысл.

10 -36 секунд — Температура около 1028 К.

Это эпоха гиперэкспансии, называемой инфляцией. Максимальное расстояние, которое свет мог пройти с самого начала, составляет всего 3 x 10 90 650 -26 90 651 сантиметров!

Определяет размер “видимой вселенной” в данный момент. Вселенная расширяется из этого микропузыря в 10 триллионов триллионов раз (10 25 ) примерно за 1 миллиард триллионов триллионных долей секунды (10 -33 секунд). Это, безусловно, расширение с удвоенной силой! Сейчас Вселенная имеет диаметр около 3 мм.

Крошечные флуктуации плотности энергии квантового вакуума, существовавшие в первоначальном микропузырьке, также расширились благодаря этому огромному фактору. Они сформируют семена галактик.

Оставшаяся энергия вакуума взрывным образом преобразуется в обычную материю и энергию, в результате чего Вселенная становится чрезвычайно горячей и медленно расширяется.

10 -6 секунды — Температура около 10 триллионов К.

Кварк и антикварк формируются из чистой энергии и немедленно аннигилируют обратно в энергию.Но из-за асимметрии между поведением материи и антиматерии возникает избыток кварков над антикварками в одну часть на миллиард. Таким образом, большая часть антиматерии исчезает из нашей Вселенной.

Кварки слипаются, образуя нейтроны и протоны. Превращение протонов в нейтроны и наоборот поддерживает равновесие при равном количестве каждого из них.

1 секунда

Поскольку нейтроны немного тяжелее протонов, легче преобразовать нейтроны в протоны, чем протоны в нейтроны, поэтому число протонов увеличивается по сравнению с нейтронами, что дает окончательное отношение протонов к нейтронам примерно 7:1.

5 секунд — Температура около миллиарда К

Созданы пары электронов и позитронов. Создание материи прекращается

3 минуты — Температура около 100 миллионов К.

Ядерные реакции происходят с бешеной скоростью. Теперь протоны движутся достаточно медленно, чтобы слиться с ядрами гелия. Гелий, дейтерий, литий создан

300 000 лет — температура около 10 000 К.

Плотность излучения теперь достаточно низка, чтобы Вселенная стала прозрачной. Сейчас достаточно прохладно, чтобы электроны и ядра слипались, образуя атомы водорода и гелия. Это называется эпохой рекомбинации.

от 1 до 5 миллиардов лет — температура несколько кельвинов.

Флуктуации плотности (комковатость) в распределении материи, вызванные первоначальными квантовыми флуктуациями энергии вакуума, формируют зародыши галактик, которые формируются в виде огромных паутинных листов, охватывающих Вселенную.Именно эти начальные флуктуации плотности зафиксировал спутник COBE.

12 миллиардов лет — Температура несколько кельвинов

Рассвет жизни по крайней мере на одной крошечной голубой планете

15 миллиардов лет — Температура 2,7 К

На этой голубой планете существует более или менее разумная жизнь

!

 

Ссылки

1

«Краткая история времени».Хокинг, Стивен. Bantam Books, ISBN 0-553-17521 1. Опубликовано в 1995 г.

2

«Перед началом». Рис, Мартин. Саймон и Шустер, ISBN 0-684-81682-2 . Опубликовано в 1997 г.

3

“Разновидности расширяющейся Вселенной”. Барроу, Джон, Д. Класс. Квантовая Грав. 13 (1996) 2965-2975. Номера PACS: 9880C, 9880H, 0230K, 0420J

4

«Наблюдение за окончательным граничным условием: внегалактическое фоновое излучение и временная симметрия Вселенной».Крейг, Дэвид А. Анналы физики 251 , 384_425 (1996), статья №. 0119

5

«Инфляционные модели, обусловленные адиабатическим созданием материи». Л. Р. В. Абрамо и Дж. А. Слима. Класс. Квантовая Грав. 13 (1996) 29532964.

6

http://www.wnet.org/archive/hawking/html/home.html

7

http://www.williams.edu/Astronomy/jay/chapter34_5th.html

8

http://www.physics.fsu.edu/courses/fall98/ast1002/Cosmology

9

http://merlin.alfred.edu/~ast300/papers/robbins/

10

http://http.hq.eso.org/outreach/press-rel/pr-1998/pr-21-98.html

Go back to David’s expanding universe

The Expanding Universe

The Expanding Universe

ਾℼⴭⴭⴭⴭⴭⴭⴭⴭ椼据畬敤映潲慢湮牥椮据ⴾⴭⴭⴭⴭⴭⴭാഊ㰊栯慥㹤਍戼摯⁹敬瑦慭杲湩∽∰琠灯慭杲湩∽∰爠杩瑨慭杲湩∽∰†潢瑴浯慭杲湩∽∰ാ㰊ⴡ戭来湩栠慥敤⵲㸭਍搼癩椠㵤搢癩瑟瑩敬㸢਍琼扡敬戠捡杫潲湵㵤⸢⼮⸮椯慭敧⽳敮彷潨敭扟瑫汩⹥灪≧挠汥灬摡楤杮∽∰挠汥獬慰楣杮∽∰戠牯敤㵲〢•楷瑤㵨ㄢ〰∥栠楥桧㵴㜢∳‾਍†琼⁲敨杩瑨∽㌷•楷瑤㵨㔢∰ാ †㰠摴愠楬湧∽敬瑦•敨杩瑨∽㌷•眠摩桴∽〸∰ാऊ愼栠敲㵦栢瑴㩰⼯睷⹷摳獳漮杲㸢椼杭挠慬獳∽浩湧扯牯敤≲猠捲∽⸮ⸯ⼮浩条獥猯獤彳潬潧㝟⸳楧≦眠摩桴∽〵㸢⼼㹡椼杭猠捲∽⸮ⸯ⼮浩条獥琯瑩敬慢⹲楧≦眠摩桴∽㔷∰栠楥桧㵴㜢∳㰾琯㹤਍††琼⁤敨杩瑨∽㌷•楷瑤㵨⨢㸢⼼摴ാ 㰠琯㹲਍⼼慴汢㹥†਍⼼楤㹶਍搼癩椠㵤搢癩湟癡㸢਍琼扡敬戠牯敤㵲〢•散汬慰摤湩㵧〢•散汬灳捡湩㵧〢•楷瑤㵨ㄢ〰∥栠楥桧㵴㈢∵‾਍琼⁲敨杩瑨✽✱戠捧汯牯✽〣〰〰✰ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭眠摩桴✽✱猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧敨杩瑨✽✱㰾琯㹤㰊摴眠摩桴✽〷‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭眠摩桴✽✱猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧敨杩瑨✽✱㰾琯㹤㰊摴眠摩桴✽✱戠捧汯牯✽〣〰〰✰㰾浩⁧楷瑤㵨ㄧ‧牳㵣⸧⼮⸮椯慭敧⽳敮彷瀱彸牴湡⹳楧❦栠楥桧㵴ㄧ㸧⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨㜧✰戠捧汯牯✽〣〰〰✰㰾浩⁧楷瑤㵨ㄧ‧牳㵣⸧⼮⸮椯慭敧⽳敮彷瀱彸牴湡⹳楧❦栠楥桧㵴ㄧ㸧⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭眠摩桴✽✱猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧敨杩瑨✽✱㰾琯㹤㰊摴眠摩桴✽㈱✵戠捧汯牯✽〣〰〰✰㰾浩⁧楷瑤㵨ㄧ‧牳㵣⸧⼮⸮椯慭敧⽳敮彷瀱彸牴湡⹳楧❦栠楥桧㵴ㄧ㸧⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭眠摩桴✽✱猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧敨杩瑨✽✱㰾琯㹤㰊摴眠摩桴✽〸‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭眠摩桴✽✱猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧敨杩瑨✽✱㰾琯㹤㰊摴眠摩桴✽✱戠捧汯牯✽〣〰〰✰㰾浩⁧楷瑤㵨ㄧ‧牳㵣⸧⼮⸮椯慭敧⽳敮彷瀱彸牴湡⹳楧❦栠楥桧㵴ㄧ㸧⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨㤧✵戠捧汯牯✽〣〰〰✰㰾浩⁧楷瑤㵨ㄧ‧牳㵣⸧⼮⸮椯慭敧⽳敮彷瀱彸牴湡⹳楧❦栠楥桧㵴ㄧ㸧⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭眠摩桴✽✱猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧敨杩瑨✽✱㰾琯㹤㰊摴眠摩桴✽〷‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭眠摩桴✽✱猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧敨杩瑨✽✱㰾琯㹤㰊摴眠摩桴✽✱戠捧汯牯✽〣〰〰✰㰾浩⁧楷瑤㵨ㄧ‧牳㵣⸧⼮⸮椯慭敧⽳敮彷瀱彸牴湡⹳楧❦栠楥桧㵴ㄧ㸧⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨㘧✵戠捧汯牯✽〣〰〰✰㰾浩⁧楷瑤㵨ㄧ‧牳㵣⸧⼮⸮椯慭敧⽳敮彷瀱彸牴湡⹳楧❦栠楥桧㵴ㄧ㸧⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭眠摩桴✽✱猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧敨杩瑨✽✱㰾琯㹤㰊摴眠摩桴✽㔶‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭眠摩桴✽✱猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧敨杩瑨✽✱㰾琯㹤㰊摴眠摩桴✽✱戠捧汯牯✽〣〰〰✰㰾浩⁧楷瑤㵨ㄧ‧牳㵣⸧⼮⸮椯慭敧⽳敮彷瀱彸牴湡⹳楧❦栠楥桧㵴ㄧ㸧⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨㘧✰戠捧汯牯✽〣〰〰✰㰾浩⁧楷瑤㵨ㄧ‧牳㵣⸧⼮⸮椯慭敧⽳敮彷瀱彸牴湡⹳楧❦栠楥桧㵴ㄧ㸧⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭眠摩桴✽✱猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧敨杩瑨✽✱㰾琯㹤㰊摴眠摩桴✽✪栠楥桧㵴ㄧ㸧椼杭眠摩桴✽✱猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧敨杩瑨✽✱㰾琯㹤 ⼼牴ਾ㰠牴栠楥桧㵴㈧✳戠捧汯牯✽㌣㌱㌱✱ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧楷瑤㵨ㄧ‧敨杩瑨✽㌲㸧⼼摴ਾ琼⁤汣獡㵳渧癡楬歮‧污杩㵮挧湥整❲眠摩桴✽〷㸧愼挠慬獳✽慮汶湩❫栠敲㵦栧瑴㩰⼯歳獹牥敶⹲摳獳漮杲搯ㅲ支⽮‧慴杲瑥✽瑟灯㸧渦獢㭰渦獢㭰潈敭渦獢㭰渦獢㭰⼼㹡⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧楷瑤㵨ㄧ‧敨杩瑨✽㌲㸧⼼摴ਾ琼⁤潮牷灡挠慬獳✽慮汶湩❫愠楬湧✽散瑮牥‧楷瑤㵨㜧✰㰾⁡汣獡㵳渧癡楬歮‧牨晥✽瑨灴⼺猯祫敳癲牥献獤⹳牯⽧牤⼱湥琯潯獬✯琠牡敧㵴弧潴❰☾扮灳☻扮灳☻扮灳☻扮灳吻潯獬渦獢㭰渦獢㭰渦獢㭰渦獢㭰⼼㹡⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧楷瑤㵨ㄧ‧敨杩瑨✽㌲㸧⼼摴ਾ琼⁤潮牷灡挠慬獳✽慮汶湩❫愠楬湧✽散瑮牥‧楷瑤㵨ㄧ㔲㸧愼挠慬獳✽慮汶湩❫栠敲㵦栧瑴㩰⼯歳獹牥敶⹲摳獳漮杲搯ㅲ支⽮敨灬戯潲獷牥戯潲獷牥愮灳‧慴杲瑥✽瑟灯㸧渦獢㭰捓敨慭䈠潲獷牥渦獢㭰⼼㹡⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧楷瑤㵨ㄧ‧敨杩瑨✽㌲㸧⼼摴ਾ琼⁤潮牷灡挠慬獳✽慮汶湩❫愠楬湧✽散瑮牥‧楷瑤㵨㠧✰㰾⁡汣獡㵳渧癡楬歮‧牨晥✽瑨灴⼺猯祫敳癲牥献獤⹳牯⽧牤⼱湥瀯潲⽪‧慴杲瑥✽瑟灯㸧渦獢㭰渦獢㭰牐橯捥獴渦獢㭰渦獢㭰⼼㹡⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧楷瑤㵨ㄧ‧敨杩瑨✽㌲㸧⼼摴ਾ琼⁤潮牷灡挠慬獳✽慮汶湩❫愠楬湧✽散瑮牥‧楷瑤㵨㤧✵㰾⁡汣獡㵳渧癡楬歮‧牨晥✽瑨灴⼺猯祫敳癲牥献獤⹳牯⽧牤⼱湥愯瑳潲✯琠牡敧㵴弧潴❰☾扮灳☻扮灳䄻瑳潲潮祭渦獢㭰⼼㹡⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧楷瑤㵨ㄧ‧敨杩瑨✽㌲㸧⼼摴ਾ琼⁤潮牷灡挠慬獳✽慮汶湩❫愠楬湧✽散瑮牥‧楷瑤㵨㜧✰㰾⁡汣獡㵳渧癡楬歮‧牨晥✽瑨灴⼺猯祫敳癲牥献獤⹳牯⽧牤⼱湥猯獤⽳‧慴杲瑥✽瑟灯㸧渦獢㭰渦獢㭰渦獢㭰䑓卓渦獢㭰渦獢㭰渦獢㭰⼼㹡⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧楷瑤㵨ㄧ‧敨杩瑨✽㌲㸧⼼摴ਾ琼⁤汣獡㵳渧癡楬歮‧污杩㵮挧湥整❲眠摩桴✽〷㸧愼挠慬獳✽慮汶湩❫栠敲㵦栧瑴㩰⼯歳獹牥敶⹲摳獳漮杲搯ㅲ支⽮牣摥瑩⽳‧慴杲瑥✽瑟灯㸧渦獢㭰渦獢㭰渦獢㭰牃摥瑩♳扮灳☻扮灳☻扮灳㰻愯㰾琯㹤㰊摴眠摩桴✽✱戠捧汯牯✽〣〰〰✰㰾浩⁧牳㵣⸧⼮⸮椯慭敧⽳敮彷瀱彸牴湡⹳楧❦眠摩桴✽✱栠楥桧㵴㈧✳㰾琯㹤㰊摴渠睯慲⁰汣獡㵳渧癡楬歮‧污杩㵮挧湥整❲眠摩桴✽〹㸧愼挠慬獳✽慮汶湩❫栠敲㵦栧瑴㩰⼯歳獹牥敶⹲摳獳漮杲搯ㅲ支⽮敨灬搯睯汮慯⽤‧慴杲瑥✽瑟灯㸧渦獢㭰渦獢㭰渦獢㭰潄湷潬摡渦獢㭰渦獢㭰渦獢㭰⼼㹡⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧楷瑤㵨ㄧ‧敨杩瑨✽㌲㸧⼼摴ਾ琼⁤潮牷灡挠慬獳✽慮汶湩❫愠楬湧✽散瑮牥‧楷瑤㵨㘧✵㰾⁡汣獡㵳渧癡楬歮‧牨晥✽瑨灴⼺猯祫敳癲牥献獤⹳牯⽧牤⼱湥栯汥⽰‧慴杲瑥✽瑟灯㸧渦獢㭰渦獢㭰渦獢㭰效灬渦獢㭰渦獢㭰渦獢㭰⼼㹡⼼摴ਾ琼⁤楷瑤㵨ㄧ‧杢潣潬㵲⌧〰〰〰㸧椼杭猠捲✽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩‧楷瑤㵨ㄧ‧敨杩瑨✽㌲㸧⼼摴ਾ㰠摴眠摩桴✽✪☾扮灳㰻琯㹤 㰠琯㹲ഊ ഠ 㰠牴栠楥桧㵴ㄢ•杢潣潬㵲⌢〰〰〰㸢਍उ琼⁤敨杩瑨∽∱挠汯灳湡∽〲•杢潣潬㵲⌢〰〰〰㸢椼杭猠捲∽⸮ⸯ⼮浩条獥港睥ㅟ硰瑟慲獮朮晩•楷瑤㵨ㄢ〰∥栠楥桧㵴ㄢ㸢⼼摴㰾琯㹤਍†⼼牴‾ഠ㰊琯扡敬ാ㰊搯癩ാ㰊ⴡ攭摮栠慥敤⵲㸭਍਍ℼⴭⴭⴭⴭⴭⴭⴭⴭⴭⴭ㰭湥⁤景椠据畬敤ⴾⴭⴭⴭⴭⴭⴭⴭⴭാ㰊楤⁶摩∽畧瑴牥㸢㰊慴汢⁥潢摲牥〽挠汥獬慰楣杮〽挠汥灬摡楤杮〽眠摩桴✽㐱✰ਾ琼㹲琼⁤汣獡㵳潬㰾⁡牨晥✽瑨灴⼺猯祫敳癲牥献獤⹳牯⽧牤⼱湥愯瑳潲✯挠慬獳琽潬䄾瑳潲潮祭⼼㹡⼼摴㰾琯㹲㰊牴㰾摴眠摩桴✽〱‧敨杩瑨✽✵㰾琯㹤琼⁤潣獬慰㵮㈧㸧⼼摴㰾琯㹲㰊牴㰾摴挠汯灳湡✽✳㰾浩⁧汣獡㵳椧杭潢摲牥‧牳㵣⸧⼮⸮椯慭敧⽳敮彷獡牴湯浯役⸱灪❧㰾琯㹤⼼摴㰾琯㹲㰊牴㰾摴眠摩桴✽〱‧敨杩瑨✽✵㰾琯㹤琼⁤潣獬慰㵮㈧㸧⼼摴㰾琯㹲㰊牴㰾摴挠慬獳氽㹯渦獢㭰愼栠敲㵦栧瑴㩰⼯歳獹牥敶⹲摳獳漮杲搯ㅲ支⽮獡牴⽯慭獰祫洯灡楰杮瑟敨獟祫愮灳‧汣獡㵳潬䴾灡楰杮琠敨猠祫⼼㹡⼼摴㰾琯㹲㰊牴㰾摴挠慬獳氽㹯渦獢㭰愼栠敲㵦栧瑴㩰⼯歳獹牥敶⹲摳獳漮杲搯ㅲ支⽮獡牴⽯瑳牡⽳瑳牡⹳獡❰挠慬獳氽㹯瑓牡⁳湡⁤敎畢慬㱥愯㰾琯㹤⼼牴ਾ琼㹲琼⁤汣獡㵳潬☾扮灳㰻⁡牨晥✽瑨灴⼺猯祫敳癲牥献獤⹳牯⽧牤⼱湥愯瑳潲术污硡敩⽳慧慬楸獥愮灳‧汣獡㵳潬䜾污硡敩⁳湡⁤卑獏⼼㹡⼼摴㰾琯㹲㰊牴㰾摴挠慬獳氽㹯渦獢㭰愼栠敲㵦栧瑴㩰⼯歳獹牥敶⹲摳獳漮杲搯ㅲ支⽮獡牴⽯瑳畲瑣牵獥猯牴捵畴敲⹳獡❰挠慬獳氽㹯潃浳捩匠牴捵畴敲㱳愯㰾琯㹤⼼牴ਾ琼㹲琼⁤汣獡㵳楨☾扮灳㰻⁡牨晥✽瑨灴⼺猯祫敳癲牥献獤⹳牯⽧牤⼱湥愯瑳潲甯楮敶獲⽥湵癩牥敳愮灳‧汣獡㵳楨䔾灸湡楤杮唠楮敶獲㱥愯㰾琯㹤⼼牴ਾ琼㹲琼⁤汣獡㵳潬☾扮灳☻扮灳☻扮灳☻扮灳☻扮灳ⴻ渦獢㭰愼栠敲㵦栧瑴㩰⼯歳獹牥敶⹲摳獳漮杲搯ㅲ支⽮獡牴⽯湵癩牥敳甯楮敶獲⹥獡⍰楤捳癯牥❹挠慬獳氽㹯楄捳癯牥㱹愯㰾琯㹤⼼牴ਾ琼㹲琼⁤汣獡㵳潬☾扮灳☻扮灳☻扮灳☻扮灳☻扮灳ⴻ渦獢㭰愼栠敲㵦栧瑴㩰⼯歳獹牥敶⹲摳獳漮杲搯ㅲ支⽮獡牴⽯湵癩牥敳甯楮敶獲⹥獡⍰牰灯牥楴獥‧汣獡㵳潬倾潲数瑲敩㱳愯㰾琯㹤⼼牴ਾ琼㹲琼⁤汣獡㵳潬☾扮灳☻扮灳☻扮灳☻扮灳☻扮灳ⴻ渦獢㭰愼栠敲㵦栧瑴㩰⼯歳獹牥敶⹲摳獳漮杲搯ㅲ支⽮獡牴⽯湵癩牥敳甯楮敶獲⹥獡⍰慦整‧汣獡㵳潬䘾瑡㱥愯㰾琯㹤⼼牴ਾ琼㹲琼⁤汣獡㵳潬☾扮灳☻扮灳☻扮灳☻扮灳☻扮灳ⴻ渦獢㭰愼栠敲㵦栧瑴㩰⼯歳獹牥敶⹲摳獳漮杲搯ㅲ支⽮獡牴⽯湵癩牥敳甯楮敶獲⹥獡⍰浣❢挠慬獳氽㹯桔⁥䵃⁂慒楤瑡潩㱮愯㰾琯㹤⼼牴ਾ琼㹲琼⁤汣獡㵳潬☾扮灳☻扮灳☻扮灳☻扮灳☻扮灳ⴻ渦獢㭰愼栠敲㵦栧瑴㩰⼯歳獹牥敶⹲摳獳漮杲搯ㅲ支⽮獡牴⽯湵癩牥敳甯楮敶獲⹥獡⍰慶楲瑡潩獮‧汣獡㵳潬䐾湥楳祴嘠牡慩楴湯㱳愯㰾琯㹤⼼牴ਾ琼㹲琼⁤汣獡㵳潬☾扮灳㰻⁡牨晥✽瑨灴⼺猯祫敳癲牥献獤⹳牯⽧牤⼱湥愯瑳潲振獯潭潬祧振獯潭潬祧愮灳‧汣獡㵳潬䴾摯牥潃浳汯杯㱹愯㰾琯㹤⼼牴ਾ⼼慴汢㹥ਊ⼼楤㹶㰊䕍䅔挠湯整瑮∽楍牣獯景⁴牆湯側条⁥⸵∰渠浡㵥䕇䕎䅒佔㹒⼼䕈䑁ਾ䈼䑏㹙㰊楤⁶摩∽楴汴≥吾敨䔠灸湡楤杮唠楮敶獲㱥搯癩ਾ搼癩椠㵤琢慲獮≰ਾ琼扡敬戠牯敤㵲‰楷瑤㵨㐷㸰㰊牴㰾摴㰾琯㹤⼼牴ਾ琼㹲琼㹤ਊ瀼ਾ潆⁲桴畯慳摮⁳景礠慥獲‬獡牴湯浯牥⁳牷獥汴摥眠瑩⁨慢楳⁣畱獥楴湯⁳扡畯⁴桴⁥楳敺愊摮愠敧漠⁦桴⁥湵癩牥敳‮潄獥琠敨甠楮敶獲⁥潧漠潦敲敶Ⱳ漠⁲潤獥椠⁴慨敶愠摥敧猊浯睥敨敲‿慈⁳瑩愠睬祡⁳硥獩整Ɽ漠⁲楤⁤瑩挠浯⁥潴戠楥杮猠浯⁥楴敭椠桴⁥慰瑳ਿ湉ㄠ㈹ⰹ䔠睤湩䠠扵汢ⱥ愠獡牴湯浯牥愠⁴慃瑬捥ⱨ洠摡⁥⁡牣瑩捩污搠獩潣敶祲琠慨ੴ潳湯氠摥琠捳敩瑮晩捩愠獮敷獲映牯琠敨敳焠敵瑳潩獮›敨搠獩潣敶敲⁤桴瑡琠敨甠楮敶獲੥獩攠灸湡楤杮ਮ瀼ਾ桔⁥湡楣湥⁴片敥獫爠捥杯楮敺⁤桴瑡椠⁴慷⁳楤晦捩汵⁴潴椠慭楧敮眠慨⁴湡椠普湩瑩੥湵癩牥敳洠杩瑨氠潯楬敫‮畂⁴桴祥愠獬潷摮牥摥琠慨⁴晩琠敨甠楮敶獲⁥敷敲映湩瑩ⱥ愊摮礠畯猠畴正漠瑵礠畯⁲慨摮愠⁴桴⁥摥敧‬桷牥⁥潷汵⁤潹牵栠湡⁤潧‿桔⁥片敥獫‧睴੯牰扯敬獭眠瑩⁨桴⁥湵癩牥敳爠灥敲敳瑮摥愠瀠牡摡硯ⴠ琠敨甠楮敶獲⁥慨⁤潴戠⁥楥桴牥映湩瑩੥牯椠普湩瑩ⱥ愠摮戠瑯⁨污整湲瑡癩獥瀠敲敳瑮摥瀠潲汢浥⹳㰊㹰䄊瑦牥琠敨爠獩⁥景洠摯牥獡牴湯浯ⱹ愠潮桴牥瀠牡摡硯戠来湡琠異空敬愠瑳潲潮敭獲‮湉琠敨攊牡祬ㄠ〸猰‬敇浲湡愠瑳潲潮敭⁲效湩楲档传扬牥⁳牡畧摥琠慨⁴桴⁥湵癩牥敳洠獵⁴敢映湩瑩⹥䤊⁦桴⁥湕癩牥敳眠牥⁥湩楦楮整愠摮挠湯慴湩摥猠慴獲琠牨畯桧畯ⱴ传扬牥⁳慳摩‬桴湥椠⁦礊畯氠潯敫⁤湩愠祮瀠牡楴畣慬⁲楤敲瑣潩Ɱ礠畯⁲楬敮漭ⵦ楳桧⁴潷汵⁤癥湥畴污祬映污湯琠敨猊牵慦散漠⁦⁡瑳牡‮汁桴畯桧琠敨愠灰牡湥⁴楳敺漠⁦⁡瑳牡椠桴⁥歳⁹敢潣敭⁳猊慭汬牥愠⁳桴⁥楤瑳湡散琠桴⁥瑳牡椠据敲獡獥‬桴⁥牢杩瑨敮獳漠⁦桴獩猠慭汬牥ਠ畳晲捡⁥敲慭湩⁳⁡潣獮慴瑮‮桔牥晥牯ⱥ椠⁦桴⁥湕癩牥敳眠牥⁥湩楦楮整‬桴⁥眊潨敬猠牵慦散漠⁦桴⁥楮桧⁴歳⁹桳畯摬戠⁥獡戠楲桧⁴獡愠猠慴⹲传癢潩獵祬‬桴牥⁥牡⁥慤歲愊敲獡椠桴⁥歳ⱹ猠桴⁥湵癩牥敳洠獵⁴敢映湩瑩⹥㰊㹰䈊瑵‬桷湥䤠慳捡丠睥潴楤捳癯牥摥琠敨氠睡漠⁦牧癡瑩ⱹ栠⁥敲污穩摥琠慨⁴牧癡瑩⁹獩愠睬祡ੳ瑡牴捡楴敶‮癅牥⁹扯敪瑣椠桴⁥湵癩牥敳愠瑴慲瑣⁳癥牥⁹瑯敨⁲扯敪瑣‮晉琠敨甠楮敶獲੥牴汵⁹敷敲映湩瑩ⱥ琠敨愠瑴慲瑣癩⁥潦捲獥漠⁦污桴⁥扯敪瑣⁳湩琠敨甠楮敶獲⁥桳畯摬栊癡⁥慣獵摥琠敨攠瑮物⁥湵癩牥敳琠潣汬灡敳漠瑩敳晬‮桔獩挠敬牡祬栠摡渠瑯栠灡数敮Ɽ愊摮猠獡牴湯浯牥⁳敷敲瀠敲敳瑮摥眠瑩⁨⁡慰慲潤⹸㰊㹰圊敨楅獮整湩搠癥汥灯摥栠獩琠敨牯⁹景朠慲楶祴椠桴⁥敇敮慲桔潥祲漠⁦刊汥瑡癩瑩ⱹ栠⁥桴畯桧⁴敨爠湡椠瑮桴⁥慳敭瀠潲汢浥琠慨⁴敎瑷湯搠摩›楨⁳煥慵楴湯⁳慳摩琊慨⁴桴⁥湵癩牥敳猠潨汵⁤敢攠瑩敨⁲硥慰摮湩⁧牯挠汯慬獰湩Ⱨ礠瑥栠⁥獡畳敭⁤桴瑡琠敨甊楮敶獲⁥慷⁳瑳瑡捩‮楈⁳牯杩湩污猠汯瑵潩潣瑮楡敮⁤⁡潣獮慴瑮琠牥Ɑ挠污敬⁤桴⁥挊獯潭潬楧慣潣獮慴瑮‬桷捩⁨慣据汥敬⁤桴⁥晥敦瑣⁳景朠慲楶祴漠敶祲氠牡敧猠慣敬ⱳ愊摮氠摥琠⁡瑳瑡捩甠楮敶獲⹥䄠瑦牥䠠扵汢⁥楤捳癯牥摥琠慨⁴桴⁥湵癩牥敳眠獡攠灸湡楤杮ਬ楅獮整湩挠污敬⁤桴⁥潣浳汯杯捩污挠湯瑳湡⁴楨⁳朢敲瑡獥⁴汢湵敤⹲ਢ瀼ा䄊⁴牡畯摮琠敨猠浡⁥楴敭‬慬杲牥琠汥獥潣数⁳敷敲戠楥杮戠極瑬琠慨⁴敷敲愠汢⁥潴愊捣牵瑡汥⁹敭獡牵⁥桴⁥灳捥牴ⱡ漠⁲桴⁥湩整獮瑩⁹景氠杩瑨愠⁳⁡畦据楴湯漠⁦慷敶敬杮桴ਬ景映楡瑮漠橢捥獴‮獕湩⁧桴獥⁥敮⁷慤慴‬獡牴湯浯牥⁳牴敩⁤潴甠摮牥瑳湡⁤琊敨瀠敬桴牯⁡景映楡瑮‬敮畢潬獵漠橢捥獴琠敨⁹敷敲漠獢牥楶杮‮敂睴敥㤱㈱愠摮ㄠ㈹ⰲਠ獡牴湯浯牥嘠獥潴匠楬桰牥愠⁴桴⁥潌敷汬传獢牥慶潴祲椠牁穩湯⁡楤捳癯牥摥琠慨⁴琊敨猠数瑣慲漠⁦楬桧⁴牦浯洠湡⁹景琠敨敳漠橢捥獴眠獡猠獹整慭楴慣汬⁹桳晩整⁤潴ਠ潬杮牥眠癡汥湥瑧獨‬牯爠摥桳晩整⹤䄠猠潨瑲琠浩⁥慬整Ⱳ漠桴牥愠瑳潲潮敭獲猠潨敷⁤桴瑡琊敨敳渠扥汵畯⁳扯敪瑣⁳敷敲搠獩慴瑮朠污硡敩⹳ਊ愼渠浡㵥搢獩潣敶祲㸢⼼㹡㰊ㅨ吾敨䐠獩潣敶祲漠⁦桴⁥硅慰摮湩⁧湕癩牥敳⼼ㅨਾ瀼ਾ敍湡桷汩ⱥ漠桴牥瀠票楳楣瑳⁳湡⁤慭桴浥瑡捩慩獮眠牯楫杮漠楅獮整湩猧ਠ桴潥祲漠⁦牧癡瑩⁹楤捳癯牥摥琠敨攠畱瑡潩獮栠摡猠浯⁥潳畬楴湯⁳桴瑡ਠ敤捳楲敢⁤湡攠灸湡楤杮甠楮敶獲⹥䤠桴獥⁥潳畬楴湯ⱳ琠敨氠杩瑨挠浯湩⁧牦浯ਠ楤瑳湡⁴扯敪瑣⁳潷汵⁤敢爠摥桳晩整⁤獡椠⁴牴癡汥摥琠牨畯桧琠敨攠灸湡楤杮甠楮敶獲⹥吊敨爠摥桳晩⁴潷汵⁤湩牣慥敳眠瑩⁨湩牣慥楳杮搠獩慴据⁥潴琠敨漠橢捥⹴㰊㹰㰊慴汢⁥潢摲牥〽愠楬湧∽敬瑦㸢㰊牴㰾摴愠楬湧∽業摤敬㸢䤼䝍愠楬湧氽晥⁴牳㵣椢慭敧⽳畨扢敬樮杰㸢⼼摴㰾琯㹲㰊牴㰾摴愠楬湧∽業摤敬㸢攼㹭摅楷畈扢敬⼼浥㰾琯㹤⼼牴ਾ⼼慴汢㹥㰊㹰䤊㤱㤲䔠睤湩䠠扵汢ⱥ眠牯楫杮愠⁴桴⁥慃湲来敩传獢牥慶潴楲獥椠慐慳敤慮‬䌊污晩牯楮ⱡ洠慥畳敲⁤桴⁥敲獤楨瑦⁳景愠渠浵敢⁲景搠獩慴瑮朠污硡敩⹳䠠⁥污潳洠慥畳敲੤桴楥⁲敲慬楴敶搠獩慴据獥戠⁹敭獡牵湩⁧桴⁥灡慰敲瑮戠楲桧湴獥⁳景愠挠慬獳漠⁦瘊牡慩汢⁥瑳牡⁳慣汬摥䌠灥敨摩⁳湩攠捡⁨慧慬祸‮桗湥栠⁥汰瑯整⁤敲獤楨瑦愠慧湩瑳爊汥瑡癩⁥楤瑳湡散‬敨映畯摮琠慨⁴桴⁥敲獤楨瑦漠⁦楤瑳湡⁴慧慬楸獥椠据敲獡摥愠⁳愊氠湩慥⁲畦据楴湯漠⁦桴楥⁲楤瑳湡散‮桔⁥湯祬攠灸慬慮楴湯映牯琠楨⁳扯敳癲瑡潩獩琊慨⁴桴⁥湵癩牥敳眠獡攠灸湡楤杮ਮ瀼ਾ湏散猠楣湥楴瑳⁳湵敤獲潴摯琠慨⁴桴⁥湵癩牥敳眠獡攠灸湡楤杮‬桴祥椠浭摥慩整祬ਠ敲污穩摥琠慨⁴瑩眠畯摬栠癡⁥敢湥猠慭汬牥椠桴⁥慰瑳‮瑁猠浯⁥潰湩⁴湩琠敨瀠獡ⱴ琠敨攊瑮物⁥湵癩牥敳眠畯摬栠癡⁥敢湥愠猠湩汧⁥潰湩⹴吠楨⁳潰湩ⱴ氠瑡牥挠污敬⁤桴⁥戊杩戠湡Ⱨ眠獡琠敨戠来湩楮杮漠⁦桴⁥湵癩牥敳愠⁳敷甠摮牥瑳湡⁤瑩琠摯祡ਮ瀼ਾ桔⁥硥慰摮湩⁧湵癩牥敳椠⁳楦楮整椠潢桴琠浩⁥湡⁤灳捡⹥吠敨爠慥潳桴瑡琠敨甠楮敶獲੥楤⁤潮⁴潣汬灡敳‬獡丠睥潴❮⁳湡⁤楅獮整湩猧攠畱瑡潩獮猠楡⁤瑩洠杩瑨‬獩琠慨⁴瑩栠摡戊敥硥慰摮湩⁧牦浯琠敨洠浯湥⁴景椠獴挠敲瑡潩⹮吠敨甠楮敶獲⁥獩椠⁡潣獮慴瑮猠慴整漊⁦档湡敧‮桔⁥硥慰摮湩⁧湵癩牥敳‬⁡敮⁷摩慥戠獡摥漠潭敤湲瀠票楳獣‬慬摩ਠ潴爠獥⁴桴⁥慰慲潤數⁳桴瑡琠潲扵敬⁤獡牴湯浯牥⁳牦浯愠据敩瑮琠浩獥甠瑮汩琠敨ਠ慥汲⁹〲桴䌠湥畴祲㰮瀯ਾ㰊⁡慮敭∽牰灯牥楴獥㸢⼼㹡㰊ㅨ倾潲数瑲敩⁳景琠敨䔠灸湡楤杮唠楮敶獲㱥栯㸱㰊㹰㰊䵉⁇污杩㵮楲桧⁴牳㵣椢慭敧⽳癥汯浟摯汥樮杰㸢吊敨攠畱瑡潩獮漠⁦桴⁥硥慰摮湩⁧湵癩牥敳栠癡⁥桴敲⁥潰獳扩敬猠汯瑵潩獮‬慥档漠੦桷捩⁨牰摥捩獴愠搠晩敦敲瑮攠敶瑮慵慦整映牯琠敨甠楮敶獲⁥獡愠眠潨敬‮圠楨档ਠ慦整眠汩汵楴慭整祬戠晥污桴⁥湵癩牥敳挠湡戠⁥敤整浲湩摥戠⁹敭獡牵湩⁧潨⁷慦瑳ਠ桴⁥湵癩牥敳攠灸湡獤爠汥瑡癩⁥潴栠睯洠捵⁨慭瑴牥琠敨甠楮敶獲⁥潣瑮楡獮ਮ瀼ਾ桔⁥桴敲⁥潰獳扩敬琠灹獥漠⁦硥慰摮湩⁧湵癩牥敳⁳牡⁥慣汬摥漠数Ɱ映慬ⱴ愠摮ਠ汣獯摥甠楮敶獲獥‮䤠⁦桴⁥湵癩牥敳眠牥⁥灯湥‬瑩眠畯摬攠灸湡⁤潦敲敶⹲䤠⁦桴⁥湵癩牥敳眊牥⁥汦瑡‬瑩眠畯摬愠獬硥慰摮映牯癥牥‬畢⁴桴⁥硥慰獮潩慲整眠畯摬ਠ汳睯琠敺潲愠瑦牥愠湩楦楮整愠潭湵⁴景琠浩⹥䤠⁦桴⁥湵癩牥敳眠牥⁥汣獯摥ਬ瑩眠畯摬攠敶瑮慵汬⁹瑳灯攠灸湡楤杮愠摮爠捥汯慬獰⁥湯椠獴汥ⱦ瀠獯楳汢⁹敬摡湩⁧潴愊潮桴牥戠杩戠湡⹧䤠污桴敲⁥慣敳ⱳ琠敨攠灸湡楳湯猠潬獷‬湡⁤桴⁥潦捲⁥桴瑡ਠ慣獵獥琠敨猠潬楷杮椠⁳牧癡瑩⹹㰊㹰䄊猠浩汰⁥湡污杯⁹潴甠摮牥瑳湡⁤桴獥⁥桴敲⁥祴数⁳景甠楮敶獲獥椠⁳潴挠湯楳敤⁲⁡猊慰散桳灩氠畡据敨⁤牦浯琠敨猠牵慦散漠⁦桴⁥慅瑲⹨䤠⁦桴⁥灳捡獥楨⁰搊敯⁳潮⁴慨敶攠潮杵⁨灳敥⁤潴攠捳灡⁥桴⁥慅瑲❨⁳牧癡瑩ⱹ椠⁴楷汬攠敶瑮慵汬⁹慦汬ਠ慢正琠慅瑲⹨吠楨⁳獩愠慮潬潧獵眠瑩⁨⁡汣獯摥甠楮敶獲⁥桴瑡爠捥汯慬獰獥‮晉琠敨ਠ灳捡獥楨⁰獩朠癩湥攠潮杵⁨灳敥⁤潳琠慨⁴瑩栠獡樠獵⁴湥畯桧攠敮杲⁹潴攠捳灡ⱥਠ桴湥愠⁴湡椠普湩瑩⁥楤瑳湡散愠慷⁹牦浯琠敨䔠牡桴‬瑩眠汩潣敭琠⁡瑳灯⠠桴獩ਠ獩琠敨映慬⁴湵癩牥敳⸩䄠摮氠獡汴ⱹ椠⁦桴⁥桳灩椠⁳慬湵档摥眠瑩⁨潭敲琠慨湥畯桧攠敮杲⁹琊獥慣数‬瑩眠汩污慷獹栠癡⁥潳敭猠数摥‬癥湥眠敨瑩椠⁳湡椠普湩瑩⁥楤瑳湡散ਠ睡祡⠠桴⁥灯湥甠楮敶獲⥥ਮ㰊⁡慮敭∽慦整㸢⼼㹡㰊ㅨ吾敨䘠瑡⁥景琠敨唠楮敶獲㱥栯㸱㰊㹰ऊ潆⁲桴⁥慬瑳攠杩瑨⁹敹牡ⱳ愠瑳潲潮敭獲栠癡⁥敢湥洠歡湩⁧湩牣慥楳杮祬ਠ捡畣慲整洠慥畳敲敭瑮⁳景琠潷椠灭牯慴瑮挠獯潭潬楧慣慰慲敭整獲›㱈畳㹢㱯猯扵☾扮灳ⴻ琠敨爠瑡⁥瑡眠楨档ਠ†††桴⁥湵癩牥敳攠灸湡獤ⴠ愠摮㰠灳湡眾㰠猯慰㹮‭桴⁥癡牥条⁥ ††搠湥楳祴漠⁦慭瑴牥椠桴⁥湵癩牥敳‮湋睯敬杤⁥景戠瑯⁨景琠敨敳瀠牡浡瑥牥⁳ ††眠汩整汬眠楨档漠⁦桴⁥桴敲⁥潭敤獬搠獥牣扩獥琠敨甠楮敶獲⁥敷氠癩⁥湩‬湡⁤ ††琠畨⁳桴⁥汵楴慭整映瑡⁥景漠牵甠楮敶獲⹥吠敨匠潬湡䐠杩瑩污匠祫匠牵敶ⱹ眠瑩⁨ ††椠獴氠牡敧猠獹整慭楴⁣敭獡牵浥湥⁴景琠敨朠污硡⁹敤獮瑩⁹湩琠敨唠楮敶獲ⱥਠ†††桳畯摬攠慮汢⁥獡牴湯浯牥⁳潴瀠敲楣敳祬洠慥畳敲琠敨搠湥楳祴瀠牡浡瑥牥㰠灳湡眾⼼灳湡⸾⼼㹰ਊ愼渠浡㵥栢慥祶㸢⼼㹡㰊ㅨ吾敨䠠慥祶䔠敬敭瑮㱳栯㸱㰊㹰䄊瑳潲潮敭獲愠敲渠瑯漠汮⁹湩整敲瑳摥椠桴⁥慦整漠⁦桴⁥湵癩牥敳※桴祥愠敲愠獬椊瑮牥獥整⁤湩甠摮牥瑳湡楤杮椠獴瀠敲敳瑮瀠票楳慣瑳瑡⹥传敮焠敵瑳潩桴祥琠祲琠湡睳牥椠ੳ桷⁹桴⁥湵癩牥敳椠⁳牰浩牡汩⁹潣灭獯摥漠⁦票牤杯湥愠摮栠汥畩Ɑ愠摮眠慨⁴獩爠獥潰獮扩敬ਠ潦⁲桴⁥敲慬楴敶祬猠慭汬挠湯散瑮慲楴湯漠⁦桴⁥敨癡敩⁲汥浥湥獴ਮ瀼ਾ楗桴琠敨爠獩⁥景渠捵敬牡瀠票楳獣椠桴⁥㤱〳⁳湡⁤〴ⱳ猠楣湥楴瑳⁳瑳牡整⁤潴琠祲琠攊灸慬湩琠敨愠畢摮湡散⁳景栠慥楶牥攠敬敭瑮⁳祢愠獳浵湩⁧桴祥眠牥⁥祳瑮敨楳敺⁤畯⁴景ਠ牰浩牯楤污栠摹潲敧湩琠敨攠牡祬甠楮敶獲⹥䤠桴⁥慬整ㄠ㐹猰‬流牥捩湡瀠票楳楣瑳ੳ敇牯敧䜠浡睯‬潒敢瑲䠠牥慭Ɱ愠摮删污桰䄠灬敨⁲敲污穩摥琠慨⁴潬杮愠潧‬桴⁥湵癩牥敳ਠ慷⁳畭档栠瑯整⁲湡⁤敤獮牥‮桔祥洠摡⁥慣捬汵瑡潩獮琠桳睯眠敨桴牥渠捵敬牡爠慥瑣潩獮琊慨⁴潴歯瀠慬散愠⁴桴獯⁥楨桧牥琠浥数慲畴敲⁳潣汵⁤慨敶挠敲瑡摥琠敨栠慥祶攠敬敭瑮⹳㰊㹰唊普牯畴慮整祬‬楷桴琠敨攠捸灥楴湯漠⁦敨楬浵‬桴祥映畯摮琠慨⁴瑩眠獡椠灭獯楳汢⁥潴ਠ潦浲栠慥楶牥攠敬敭瑮⁳湩愠祮愠灰敲楣扡敬焠慵瑮瑩⹹吠摯祡‬敷甠摮牥瑳湡⁤桴瑡栠慥祶攊敬敭瑮⁳敷敲猠湹桴獥穩摥攠瑩敨⁲湩琠敨挠牯獥漠⁦瑳牡⁳牯搠牵湩⁧畳数湲癯敡‬桷湥愠ਠ慬杲⁥祤湩⁧瑳牡椠灭潬敤⹳㰊㹰䜊浡睯‬效浲湡‬湡⁤汁桰牥搠摩爠慥楬敺‬桴畯桧‬桴瑡椠⁦桴⁥湵癩牥敳眠牥⁥潨瑴牥愠摮ਠ敤獮牥椠桴⁥慰瑳‬慲楤瑡潩桳畯摬猠楴汬戠⁥敬瑦漠敶⁲牦浯琠敨攠牡祬甠楮敶獲⹥吠楨⁳爊摡慩楴湯眠畯摬栠癡⁥⁡敷汬搭晥湩摥猠数瑣畲挨污敬⁤⁡汢捡扫摯⁹灳捥牴浵
桴瑡ਠ敤数摮⁳湯椠獴琠浥数慲畴敲‮獁琠敨甠楮敶獲⁥硥慰摮摥‬桴⁥灳捥牴浵漠⁦桴獩氠杩瑨ਠ潷汵⁤慨敶戠敥敲獤楨瑦摥琠潬杮牥眠癡汥湥瑧獨‬湡⁤桴⁥整灭牥瑡牵⁥獡潳楣瑡摥眠瑩⁨琊敨猠数瑣畲潷汵⁤慨敶搠捥敲獡摥戠⁹⁡慦瑣牯漠⁦癯牥漠敮琠潨獵湡⁤獡琠敨甠楮敶獲⁥潣汯摥ਮ㰊⁡慮敭∽浣≢㰾愯ਾ格㸱桔⁥潃浳捩䴠捩潲慷敶䈠捡杫潲湵⁤慒楤瑡潩㱮栯㸱㰊㹰䤊㤱㌶‬牁潮倠湥楺獡愠摮删扯牥⁴楗獬湯‬睴捳敩瑮獩獴椠潈浬慤敬‬敎⁷敊獲祥‬敷敲ਠ潷歲湩⁧湯愠猠瑡汥楬整搠獥杩敮⁤潴洠慥畳敲洠捩潲慷敶⹳圠敨桴祥琠獥整⁤桴⁥慳整汬瑩❥⁳愊瑮湥慮‬桴祥映畯摮洠獹整楲畯⁳業牣睯癡獥挠浯湩⁧煥慵汬⁹牦浯愠汬搠物捥楴湯⹳䄠⁴楦獲ⱴ琠敨⁹琊潨杵瑨猠浯瑥楨杮眠獡眠潲杮眠瑩⁨桴⁥湡整湮⹡䈠瑵愠瑦牥挠敨正湩⁧湡⁤敲档捥楫杮‬桴祥ਠ敲污穩摥琠慨⁴桴祥栠摡搠獩潣敶敲⁤潳敭桴湩⁧敲污‮桗瑡琠敨⁹楤捳癯牥摥眠獡琠敨爠摡慩楴湯瀊敲楤瑣摥礠慥獲攠牡楬牥戠⁹慇潭ⱷ䠠牥慭Ɱ愠摮䄠灬敨⹲吠敨爠摡慩楴湯琠慨⁴敐穮慩⁳湡⁤圊汩潳楤捳癯牥摥‬慣汬摥琠敨䌠獯業⁣楍牣睯癡⁥慂正牧畯摮删摡慩楴湯‬潣癮湩散⁤潭瑳ਠ獡牴湯浯牥⁳桴瑡琠敨䈠杩䈠湡⁧桴潥祲眠獡挠牯敲瑣‮潆⁲楤捳癯牥湩⁧桴⁥潃浳捩䴠捩潲慷敶䈊捡杫潲湵⁤慒楤瑡潩Ɱ倠湥楺獡愠摮圠汩潳敷敲愠慷摲摥琠敨ㄠ㜹‸潎敢牐穩⁥湩倠票楳獣ਮ瀼ਾ晁整⁲敐穮慩⁳湡⁤楗獬湯映畯摮琠敨䌠獯業⁣楍牣睯癡⁥慂正牧畯摮删摡慩楴湯‬愊瑳潲桰獹捩獩獴戠来湡琠瑳摵⁹桷瑥敨⁲桴祥挠畯摬甠敳椠獴瀠潲数瑲敩⁳潴猠畴祤眠慨⁴桴੥湵癩牥敳眠獡氠歩⁥潬杮愠潧‮捁潣摲湩⁧潴䈠杩䈠湡⁧桴潥祲‬桴⁥慲楤瑡潩潣瑮楡敮⁤椊普牯慭楴湯漠潨⁷慭瑴牥眠獡搠獩牴扩瑵摥漠敶⁲整楢汬潩敹牡⁳条Ɐ眠敨桴⁥湵癩牥敳眊獡漠汮⁹〵ⰰ〰‰敹牡⁳汯⹤㰊㹰䄊⁴桴瑡琠浩ⱥ猠慴獲愠摮朠污硡敩⁳慨⁤潮⁴敹⁴潦浲摥‮桔⁥湕癩牥敳ਠ潣獮獩整⁤景愠栠瑯猠畯⁰景攠敬瑣潲獮愠摮愠潴業⁣畮汣楥‮桔獥⁥瀊牡楴汣獥挠湯瑳湡汴⁹潣汬摩摥眠瑩⁨桴⁥桰瑯湯⁳桴瑡洠摡⁥灵琠敨戠捡杫潲湵⁤慲楤瑡潩Ɱ眊楨档琠敨慨⁤⁡整灭牥瑡牵⁥景漠敶⁲〳〰䌠ਮ瀼ਾ潓湯愠瑦牥‬桴⁥湕癩牥敳攠灸湡敤⁤湥畯桧‬湡⁤桴獵琠敨戠捡杫潲湵⁤慲楤瑡潩潣汯摥攠潮杵ⱨ猊桴瑡琠敨攠敬瑣潲獮挠畯摬挠浯楢敮眠瑩⁨桴⁥畮汣楥琠潦浲愠潴獭‮敂慣獵⁥瑡浯⁳敷敲攊敬瑣楲慣汬⁹敮瑵慲ⱬ琠敨瀠潨潴獮漠⁦桴⁥慢正牧畯摮爠摡慩楴湯渠潬杮牥挠汯楬敤⁤楷桴琠敨⹭㰊㹰圊敨桴⁥楦獲⁴瑡浯⁳潦浲摥‬桴⁥湵癩牥敳栠摡猠楬桧⁴慶楲瑡潩獮椠敤獮瑩ⱹ眠楨档朠敲੷湩潴琠敨搠湥楳祴瘠牡慩楴湯⁳敷猠敥琠摯祡ⴠ朠污硡敩⁳湡⁤汣獵整獲‮桔獥⁥敤獮瑩⁹瘊牡慩楴湯⁳桳畯摬栠癡⁥敬⁤潴猠楬桧⁴慶楲瑡潩獮椠桴⁥整灭牥瑡牵⁥景琠敨戠捡杫潲湵੤慲楤瑡潩Ɱ愠摮琠敨敳瘠牡慩楴湯⁳桳畯摬猠楴汬戠⁥敤整瑣扡敬琠摯祡‮捓敩瑮獩獴爠慥楬敺⁤琊慨⁴桴祥栠摡愠硥楣楴杮瀠獯楳楢楬祴›祢洠慥畳楲杮琠敨琠浥数慲畴敲瘠牡慩楴湯⁳景琠敨ਠ潃浳捩䴠捩潲慷敶䈠捡杫潲湵⁤慒楤瑡潩癯牥搠晩敦敲瑮爠来潩獮漠⁦桴⁥歳ⱹ琠敨੹潷汵⁤慨敶愠搠物捥⁴敭獡牵浥湥⁴景琠敨搠湥楳祴瘠牡慩楴湯⁳湩琠敨攠牡祬甠楮敶獲ⱥ漊敶⁲〱戠汩楬湯礠慥獲愠潧ਮ㰊⁡慮敭∽慶楲瑡潩獮㸢⼼㹡㰊ㅨ䐾湥楳祴嘠牡慩楴湯⁳湩琠敨䔠牡祬唠楮敶獲㱥栯㸱㰊㹰㰊慴汢⁥污杩㵮氢晥≴眠摩桴∽㐳∰戠牯敤㵲‰散汬慰摤湩㵧〱ਾ琼㹲琼⁤污杩㵮洢摩汤≥㰾䵉⁇牳㵣椢慭敧⽳潣敢樮杰㸢㰊牢ਾ猼慰汣獡㵳挧灡楴湯㸧攼㹭䴠灡漠⁦桴⁥歳⁹獡漠獢牥敶⁤祢䌠䉏⹅吠敨洠灡漠桴⁥潢瑴浯猠潨獷琠敨琠浥数慲畴敲戼㹲瘊牡慩楴湯⁳景琠敨戠捡杫潲湵⁤慲楤瑡潩⹮⼼浥ਾ⼼灳湡㰾琯㹤⼼牴㰾琯扡敬㰾㹰ऊ湉ㄠ㤹ⰰ愠猠瑡汥楬整挠污敬⁤桴⁥潃浳捩䴠捩潲慷敶䈠捡杫潲湵⁤硅汰牯牥⠠佃䕂਩敭獡牵摥戠捡杫潲湵⁤慲楤瑡潩整灭牥瑡牵獥漠敶⁲桴⁥桷汯⁥歳⹹䌠䉏⁅潦湵⁤慶楲瑡潩獮琠慨ੴ浡畯瑮摥琠湯祬愠潢瑵㔠瀠牡獴椠〱ⰰ〰ⰰ戠瑵爠癥慥敬⁤桴⁥敤獮瑩⁹汦捵畴瑡潩獮椠桴⁥攊牡祬甠楮敶獲⹥㰊㹰ऊ桔⁥湩瑩慩敤獮瑩⁹慶楲瑡潩獮眠畯摬戠⁥桴⁥敳摥⁳景猠牴捵畴敲琠慨⁴潷汵⁤朊潲⁷癯牥琠浩⁥潴戠捥浯⁥桴⁥慧慬楸獥‬汣獵整獲漠⁦慧慬楸獥‬湡⁤畳数捲畬瑳牥⁳景ਠ慧慬楸獥漠獢牥敶⁤潴慤⁹祢琠敨匠潬湡䐠杩瑩污匠祫匠牵敶⹹圠瑩⁨桴⁥汓慯慤慴‬污湯⁧眊瑩⁨慤慴映潲佃䕂‬獡牴湯浯牥⁳楷汬戠⁥扡敬琠敲潣獮牴捵⁴桴⁥癥汯瑵潩景猠牴捵畴敲ਠ湩琠敨甠楮敶獲⁥癯牥琠敨氠獡⁴〱琠㔱戠汩楬湯礠慥獲‮楗桴琠楨⁳湩潦浲瑡潩Ɱਠ敷眠汩慨敶愠搠敥⁰湵敤獲慴摮湩⁧景琠敨栠獩潴祲漠⁦桴⁥湵癩牥敳‬桷捩⁨楷汬戠⁥湡愠浬獯⁴甊扮汥敩慶汢⁥捳敩瑮晩捩愠摮椠瑮汥敬瑣慵捡楨癥浥湥⹴ਠ瀼䈾瑵洠慥畳楲杮琠敨攠潶畬楴湯漠⁦桴⁥敤獮瑩⁹慶楲瑡潩獮椠桴⁥湵癩牥敳猠楴汬搠敯⁳渊瑯愠獮敷⁲桴⁥潭瑳椠灭牯慴瑮焠敵瑳潩㩮眠票搠敯⁳桴⁥湵癩牥敳挠湯慴湩琠敨敳搠晩敦敲据獥椊敤獮瑩⁹湩琠敨映物瑳瀠慬散‿潔愠獮敷⁲桴獩焠敵瑳潩Ɱ愠瑳潲潮敭獲愠摮愠瑳潲桰獹捩獩獴洊獵⁴湵敤獲慴摮琠敨渠瑡牵⁥景琠敨搠湥楳祴瘠牡慩楴湯⁳湡⁤潣獮牴捵⁴桴潥楲獥漠⁦桴⁥漊楲楧景琠敨甠楮敶獲⁥桴瑡瀠敲楤瑣栠睯琠敨敳瘠牡慩楴湯⁳桳畯摬漠捣牵㰮㹰⼼㹰 †††††† ††††ਠ㰊琯㹤⼼牴㰾琯扡敬ਾ⼼楤㹶㰊䈯䑏㹙㰊栯浴㹬

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.