Реферат: Большой Взрыв и эволюция горячей Вселенной
Совершенно иначе предстает будущее Вселенной в «открытых» космологических моделях, которые, по сути, представляют собой сценарии «тепловой смерти» Вселенной. В соответствии с ними уже через 1014 лет многие звезды остынут, что приведет к тому, что планеты начнут отрываться от своих звезд, а звезды покидать свои галактики. Затем звезды превратятся в «черные карлики»; центральные области галактик коллапсируют, образуя «черные дыры» и тем самым прекратят свое существование.
Дальнейшая эволюция будущего Вселенной не вполне ясна. Если обнаружится, что протон действительно нестабилен, то он распадется на у-квант и нейтрино. Вселенная будет представлять собой совокупность нейтрино, квантов света с убывающей энергией и черных дыр. Самые массивные черные дыры испарятся и во Вселенной останется лишь электронно-позитронная плазма ничтожной плотности.
Если же протон стабилен, тогда через 1065 лет любое вещество превратится в жидкость. Все оставшиеся «черные карлики» станут жидкими каплями. А через 101500 лет любое вещество станет радиоактивным, и все жидкие капли станут железными. От разнообразной Вселенной останутся только жидкие холодные железные капли! Через невообразимое число лет они превратятся в «черные дыры». Затем они испарятся, превратив Вселенную в поток сверхдлинноволновых квантов и электронно-позитронной плазмы. Такое состояние – окончательная «смерть» Вселенной.
Точка зрения Стивена Вайнберга. Еще некоторое время Вселенная, безусловно, будет продолжать расширяться. Что же касается ее судьбы, после того, то стандартная модель дает двусмысленное представление: все зависит от того, меньше или больше космическая плотность определенного критического значения.
Если космическая плотность меньше критической плотности, тогда Вселенная имеет бесконечную протяженность, и будет продолжать расширяться всегда. Наши потомки, если они у нас тогда будут, увидят, как медленно подходят к концу термоядерные реакции во всех звездах, оставляя после себя различные сорта шлака: черные карликовые звезды, черные дыры. Планеты могут продолжать свое движение по орбитам, немного замедляясь за счет излучения гравитационных волн, но никогда не переходя в состояние покоя за любое конечное время. Температура космического фонового излучения будет продолжать падать, но оно не исчезнет, даже сейчас мы едва можем детектировать трехградусный фон микроволнового излучения.
Если космическая плотность больше критического значения, тогда Вселенная конечна и ее расширение, в конце концов, прекратиться, уступив место все ускоряющемуся сжатию. По началу не будет никаких тревожных сигналов – в течение тысяч миллионов лет фон излучения будет так холоден, что нужны будут большие усилия, чтобы вообще его обнаружить. Однако, когда Вселенная сократится до одной сотой теперешнего размера, фон излучения начнет преобладать в небе: ночное небо станет таким же теплым, как наше теперешнее небо днем. 7 млн. лет спустя Вселенная сократится еще в 10 раз и наши наследники и преемники (если они будут) увидят небо невыносимо ярким. Молекулы в атмосферах планет и звезд и в межзвездном пространстве начнут диссоциировать на составляющие их атомы, а атомы начнут разбиваться на свободные электроны и атомные ядра. Еще после 700000 лет сами звезды и планеты начнут диссоциировать в космический суп из излучения, электронов и ядер. В последующие 22 дня температура поднимется до 10 млрд. градусов. Тогда ядра начнут разбиваться на составляющие их протоны и нейтроны. Вскоре после этого электроны и позитроны станут в больших количествах рождаться в фотон-фотонных столкновениях, а космический фон, нейтрино и антинейтрино снова достигнут теплового союза с остальным содержимым Вселенной.
Таким образом, какая бы космологическая модель не оказалась правильной, ни в одной из них мы не находим утешения. Сегодня трудно представить, что сегодняшняя Вселенная развивалась из невыразимо незнакомых начальных условий и что ей предстоит будущее угасание в бескрайнем холоде или невыносимой жаре.
Заключение
Теория Большого Взрыва рисует грандиозную картину космической эволюции. Около 10-15 млрд. лет назад началось космологическое расширение. Ранняя Вселенная была очень горячей, очень плотной и, возможно, очень нерегулярной. Но она постепенно исчезла. В течение считанных минут после Большого Взрыва протекали некоторые ядерные реакции, по существу весь гелий во Вселенной синтезировался в то время. По мере расширения Вселенная охлаждалась примерно так же, как, расширяясь, охлаждается горячий воздух. По мере того, как вещество во Вселенной остывало, оно конденсировалось в галактики. Галактики, фрагментировали (разбивались) на звезды и собирались вместе, образуя большие скопления, охватывающие огромные области пространства. В процессе рождения и умирания первых поколений звезд постепенно синтезировались тяжелые элементы, такие, как углерод, кислород, кремний и железо. Когда звезды превращались в красные гиганты, они выбрасывали наружу вещество, которое конденсировалось в пылевых структурах. Из газово-пылевых облаков образовывались новые звезды. Сталкиваясь, частицы пыли слипались одна с другой, собирались в более крупные тела, которые увеличивались в размере под действием собственного гравитационного притяжения, так возникло многообразие космических тел – от крошечных астероидов до гигантских планет, составляющих нашу Солнечную систему.
Будущее же нашей Вселенной неопределенно. Какая бы космологическая модель не оказалась правильной, ни в одной из них мы не находим утешения. Сегодня трудно представить, что сегодняшняя Вселенная развивалась из невыразимо незнакомых начальных условий и что ей предстоит будущее угасание в бескрайнем холоде или невыносимой жаре.
Теория Большого Взрыва показывает нам эволюцию Вселенной в целом, от первых микросекунд после ее возникновения до образования Земли и развития жизни и дальше – может быть, в бесконечное будущее.
Библиографический список
1. Вайнберг С. первые три минуты: Современные взгляд на происхождение Вселенной / Пер. с англ. под ред. с пред. и доп. Зельдовича Я.Б. М.: Энергоиздат, 1981. 208 с.
2. Горелов А.А. Концепции современного естествознания. М.: ВЛАДОС, 2003. 512 с.
3. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. М.: Академический Проспект, 2006. 654 с.
4. Лидсей Дж.Э. Рождение Вселенной / Пер. с англ. М.: Весь Мир, 2005. 200 с.
5. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. М.: Гардарики, 2003. 476 с.
6. Силк Дж. Большой взрыв: Рождение и эволюция Вселенной / Пер. с англ.; перевод Полнарева А.Г.; под ред. и с предисловием Новикова И.Д. М.: Мир, 1982. 391 с.
[1] Лидсей Дж.Э. Рождение Вселенной / Пер. с англ. М.: Весь Мир, 2005. С. 70.
1. Вайнберг С. первые три минуты: Современные взгляд на происхождение Вселенной / Пер. с англ. под ред. с пред. и доп. Зельдовича Я.Б. М.: Энергоиздат, 1981. С. 82.