Модель Фридмана:

Плотность = 10^-29 г/см³

Если плотность больше критической, то расширение сменится сжатием. Большая жирная точка – большой взрыв.

В соответствии с космологической модели Фридмана, расширяется вся вселенная. Если 2 тела не взаимодействуют, расстояние между ними увеличивается. А если они связаны неким взаимодействием, то с изменением расстояния изменятся и силы. При гравитационном взаимодействии все вернется к первоначальной конфигурации, ибо гравитационные силы не позволяют телам удаляться далеко друг от друга.

Если в решении Фридмана двигаться назад во времени, можно попасть в сингулярную точку.

Есть 2 случая: горячая и холодная вселенная. И та и другая имеют очень большую плотность.

Подтверждением горячей вселенной явилось открытие реликтового излучения. Это просто фотонное излучение, равномерно заполняющее всю вселенную.

Этапы эволюции вселенной.

1. t<1сек. – квантовая эпоха. Т.к. была очень большая температура и очень плотное вещество, все частицы могли превращаться друг в друга. По мере того, как росло время, падала температура. Когда температура станет меньше массы какой-либо частицы, то эти частицы перестают рождаться, т.к. не хватает энергии для их рождения.. рождаются менее массивные – стабильные: протон, нейтрон, электрон, фотоны, нейтрины.

2. t<200сек. Стали идти ядерные реакции, получившие название первичного нуклеосинтеза – синтеза элементов. Он закончился формированием неких ядер. Соотношение между ядрами: водород - 75%; 24% - гелий; менее 1% - легкие изотопы.

После этого этапа превращение одних частиц в другие прекратились. Наборы появившихся ядер начали взаимодействовать между собой.

3. t~380 тыс.лет – образование реликтового излучения. Вещества, которые есть рекомбинируют (слияние ядер и электронов). Отдельно стали развиваться фотоны.

4. вся дальнейшая эволюция – образование структур из получившихся атомов за счет гравитационного взаимодействия.

5. образование первых звезд (250-400 млн.лет)

6. t~15-17 млрд лет. Последние 10 лет: галактики, которые нас окружают, имеют ускорение. Есть некая сила (не гравитационная), которая приводит к гравитационному отталкиванию галактик. Ввели теорию инфляции: существование какого-либо изначального вещества. Ввели дополнительное скалярное поле; еще одну частицу с некими специфическими свойствами. Если ввести еще одну частицу и подобрать ее взаимодействие, это может привести к тому, что пространство начнет расширяться с огромной скоростью за малое время. первичным веществом можно пренебречь. t~7-8 млрд лет: темная энергия (75%) составляла 50%. Сейчас существует еще темная материя (25%).

Возраст вселенной: t~13,7 млрд лет.

30.10.09

АСТРОФИЗИКА

Крупномасштабная структура.

Горизонт можно определить: R=ct₀ (то, что мы можем видеть) ~10Mпс

Парсеки (пс) =3,2 световых года.

Световой год = с*1 год.

Масса солнца = 2*10³⁰кг

Плотность вселенной в среднем однородна. Эту однородность нужно понимать в большом масштабе. Эту величину принимают в среднем ~200 пс – это масштаб однородности.

В таком масштабе структура однородна.

Структуры:

1. сверхскопление галактик (~100мпс). Состоят из нск. тысяч галактик (точнее – из темного вещества)

2. скопление галактик (группы галактик) ~100 галактик.

3. Группы галактик (~ нескольких десятков)

Все эти структуры это гравитационно связанные объекты.

Так же есть:

4. Галактики (первые 3 структуры состоят из определенного числа галактик) R~10кпк (10¹¹масс Солнца)

5. Звезды (403 планеты внеземного типа)

ГАЛАКТИКИ

R~10кпк; M=10¹¹масс Солнца

Галактики делятся на галактики и карликовые галактики.

Выделяют:

1. Спиральные галактики

2. Эллиптические галактики

3. Линзовидные галактики

4. Неправильные галактики

Структура галактик:

1. Ядро,

2. Балдж (вздутие),

3. Диск

4. Гало (область вокруг галактики)

В спиральной – все 4 составляющие. В эллиптических – диск либо маленький либо отсутствует. В линзовидной галактике практически не выраженные спиральные структуры, диск меньше чем у спиральных галактик. Это промежуточный тип между первыми 2.

У неправильных галактик – нет диска, но есть хаотически размазанное вещество. Они имеют неправильную форму. Есть галла, состоящая из темной материи.