3. Структура и геометрия Вселенной

Открытия конца 70-х годов 20-го в. показали, что галактики в сверхскоплениях распределены не равномерно, а сосредоточены вблизи границ своего рода ячеек, т.е. Вселенная имеет ячеистую (сетчатую, пористую) структуру. Не пространственной моделью может служить кусок пемзы. В небольших масштабах вещество во Вселенной распределено неравномерно. В больших же масштабах она однородна и изотропна.

Космологические модели Вселенной.   Модели Вселенной в разные времена были различными, но главная их особенность состояла в неизменности Мира в целом, т.е. это были стационарные модели. Основным доказательством этого была видимая неизменность звездного неба. Даже великий А. Эйнштейн, создавая в начале 20 в. общую теорию относительности, был уверен в стационарности Вселенной.

В 1922 г. молодой советский физик-теоретик Л.А. Фридман, анализируя космологические уравнения Л. Эйнштейна, пришел к выводу, что они допускают нестационарность Вселенной (расширение или сжатие). Согласно Фридману, существует два типа моделей: расширяющаяся и сжимающаяся Вселенная. Выбор их определяется величиной средней плотности материи во Вселенной относительно ее критического значения. По современным представлениям, r_кр ~ 10^-26 кг/м. Если средняя плотность материи во Вселенной r < r_кр , то это  соответствует расширяющейся (открытой) Вселенной. При  r < r_кр  галактики будут сбегаться, что соответствует сжимающейся (закрытой) Вселенной. В настоящее время средняя плотность оценивается равной 10^-28 кг/м, что означает, что наша Вселенная открытая и будет расширяться бесконечно. Таким образом, Вселенная представляется не только безграничной, но и пространственно бесконечной. В случае r < r_кр , т.е. в закрытой Вселенной расширение рано или поздно сменилось бы сжатием и галактики стали бы сбегаться. Вселенная в этом случае являлась бы безграничной, но пространственно конечной, подобно сфере.

К началу документа

Контрольные вопросы

1. Как можно визуально отличить на небосводе планету Солнечной системы от звезды? 2. Перечислите важнейшие характеристики звезд. 3. Что характеризует диаграмма Герцшпрунга-Рессела? 4. Что такое «главная последовательность»? 5. К какому спектральному классу относится Солнце?

6. Что такое галактика? Что означает это слово в переводе с греческого? 7. Какую форму имеет наша галактика? 8. На какие основные типы подразделяются  галактики по внешнему виду? 9. Что такое квазары, где они расположены? 10. Что такое Метагалактика?

11. В каком созвездии можно увидеть ближайшую к нам галактику? 12. Поясните термин «красное смещение». 13. Что такое «эффект Доплера»? 14. Запишите и объясните закон Хаббла.

15. Можно ли говорить о том, что вещество во Вселенной распределено равномерно … 16. а) на уровне сверхскоплений галактик, 17. б) в масштабах всей Вселенной?

18. В чем состоит суть нестационарных моделей Вселенной? 19. Какая физическая величина определяет судьбу нестационарной Вселенной? 20. Кто является автором нестационарной модели Вселенной?

Литература

1. Дж. Мэрион. Физика и физический мир. - М.: Мир, 1975. – 623 с. 2. Шкловский И.С.  Вселенная, Жизнь,  Разум.  М.: Наука, 1980. – 285 с. 3. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. - Новосибирск: ЮКЭА, 1997. – 834 с. 4. Дягилев Ф.М. Концепции современного естествознания. – М.:   ИМПЭ, 1998. 5. Зигель Ю.А.  Астрономическая мозаика.  - М.: Наука, 1987. – 173 с. 6. Волков А.В. Впишите в хронологии слово «вечность». - Знание-Сила, 2000г., №1.

7. Волков А.В. Время прощаться с квазарами. - Знание-Сила, 2002г., №4.