Форум
» Назад на решение задач по физике и термеху
Регистрация | Профиль | Войти | Забытый пароль | Присутствующие | Справка | Поиск

» Добро пожаловать, Гость: Войти | Регистрация
    Форум
    Физика
        Космология и строение вселенной.
Отметить все сообщения как прочитанные   [ Помощь ]
» Добро пожаловать на форум "Физика" «

Переход к теме
<< Назад Вперед >>
Одна страница
Модераторы: duplex, Roman Osipov, gvk
  

gvk


Модератор

Время от времени на этом форуме появляются вопросы о строении вселенной и о большом взрыве. Это самые фундаментальные и самые глубокие вопросы, которые может задать думающий человек.  
Поэтому желательно было бы даже в тезисной форме изложить современные понятия космологии, оставляя в стороне все философские или этические аспекты.

Изложить все, конечно в форуме не возможно, поэтому это будет фактически будет программа того, что нужно изучить, чтобы понимать эту науку серьезно.    

Космология, как систематическая наука о вселенной,  по-существу начала формироваться с работ Зйнштейна по общей теории относительности, но особо бурное развитие она получила после 2-х великих экспериментальных открытий в 1929 и 1965 годах.  

1. Фундаментальные открытия,  наблюдения и эксперименты.

1.1  Парадокс Хейнрич Олберса (H. Olbers, 1826) о светимости небесной сферы бесконечной вселенной - первое противоречие в научном понимании вселенной.

1.2  Открытие Эдвина Хабла (E. Hubble, 1929) - наблюдение красного смещения далеких галактик.

1.3  Открытие Арно Пензиаса и Роберта Вилсона (A. Penzias,  R. Willson, 1965) - реликтового излучения из  вселенной с температурой 2.73К  и с максимумом в районе длинны волны 1.7мм.

1.4  Самые последние данные о флуктуациях реликтового излучения от "сферы последнего рассеяния" из экспериментов WMAP.


2. Начальные понятия о вселенной и геометрия пространства-времени.

2.1 Космологический принцип. Его существо изложено в теме "Астрофизика. Строение Вселенной".  Напомню только, что основа космологии - это изучение сплошной, однородной и изотропной среды, где нет звезд,  галактик, скоплений вещества и т.д.. Все неоднородности -звезды,  галактики, небьюла - газовые и пылевидние скопления вещества и т.д.  - это "флуктуации", которые не существенны для поведения всей вселенной.

2.2 Понятие метрики пространства. Здесь предполагается понимание вектора и тензора как инвариантных объектов, не зависящих от выбора координатной системы. Метрика Робертсона-Волкера для изотропного и однородного пространства.

2.3 Понятие кривизны пространства и тензора знергии-импульса.

2.4 От гравитации Ньютона к гравитации Эйнштейна (начальные знания об полевом уравнении Эйнштейна).

3. Динамика вселенной.

3.1 Уравнение Фридмана для сплошной, однородной и изотропной среды.

3.2 Дополнительные уравнения: "жидкостное" уравнение, уравнение ускорений.

3.3 Состав вселенной: излучение, материя, космологическая константа (энергия вакуума),  серое вещество (dark matter).


3.4 Поведение вселенной, состоящей  отдельно из материи и излучения.  Влияние серого вещества и космологической постоянной.  

4. Ранняя вселенная и ядерный синтез.

4.1 Ядерные реакции и космология.

4.2 Нейтроны, протоны и синтез дейтерия.

4.3 Происхождение тяжелых элементов.


5. Теория инфляции в ранней вселенной и сценарии эволюции.

5.1 Проблема горизонта.

5.2 Плоская и кривая вселенная.

5.3 Загадки вселенной (барион-антибарионная ассиметрия, проблема монополя, и др)

Самый лучший учебник, на мой взгляд, это книга Стивена Вайнберга, Космология.
В этой теме приветствуется указание на более простые учебники,  размещение вопросов и граммотных комментариев.



(Сообщение отредактировал gvk 10 нояб. 2010 7:02)

-----
"Как Бог вычисляет, так мир делает" Лейбниц

Всего сообщений: 830 | Присоединился: октябрь 2003 | Отправлено: 9 авг. 2010 1:15 | IP
gvk


Модератор

Вопрос для знающих космологию в объеме университета.
Какие основные проблемы космологии на сегодняшний день?

Всего сообщений: 830 | Присоединился: октябрь 2003 | Отправлено: 9 сен. 2011 21:15 | IP
gvk


Модератор

Что такое темная материя?

Одним из самых загадочных объектов во вселенной является существование темной материи.
Концепция темной материи появилась из наблюдения распределения плотности материи в нашей галактике и галактики М31. Эти галактики имеют спиральную структуру сплюснотого диска с 4-мя рукавами и плотным ядром в центре, которое имеет массу $M$.  

Согласно закону Ньютона, скорость $v$  звезды, находящейся на расстоянии $R$ от центра галактики определяется ускорением $а$, направленным к центру галактики:

(1)  $a = v^2 /R$.

Если ускорение  определяется гравитационным притяжением ядра с распределением массы $M(R)$

(2)  $v^2 /R   = G * M(R)/R^@$,

то из (1), (2) следует что скорость звезды будет определяться уравнением

(3)  $v =\sqrt( G * M(R)/R)$.

Считается, что распределение массы в галактике пропорционально распределению светимости вещества (звезд) в галактике. Это распределение для большинства галактик, включая нашу,  
имеет экспоненциальный характер. То есть, масса быстро падает с растоянием от центра галактики  и  распределение можно считать точкой.
Тогда формула (3) становится

(4)  $v = G * M* \sqrt(1/R)$,

т.е. скорость $v$  любой звезды вне ядра должна уменьшаться с расстоянием $R$ от центра  галактики корневым образом.


Астрофизики 20-го столетия измерили скорости многих звезд нашей галактики и галактики М31.
Каково же было их удивление, когда обраружилось что скорости звезд не уменьшаются с  растоянием, а остаются примерно константами.

Иными словами, кривая распределения скоростей звезд имеет плато(!), что противоречит закону Ньютона.

Единственный способ спасти закон Ньютона, это предположить что есть какая-то другая,  невидимая (недетектируемая в любом частотном диапазоне) материя, которая покрывает всю галактику и возможно простирается за ее пределы  и ее гравитационное поле компенсирует
притяжение ядра.  

Именно этот экспериментальный факт и требует введение темной материи.  Иначе это трудно объяснить на современном этапе развития космологии.




(Сообщение отредактировал gvk 13 янв. 2016 12:22)

-----
"Как Бог вычисляет, так мир делает" Лейбниц

Всего сообщений: 830 | Присоединился: октябрь 2003 | Отправлено: 2 янв. 2016 23:00 | IP
neborak51


Новичок

О большом взрыве не нужно задумываться, потому, что его не было. А эффект Доплера-смещение спектра к красному доказывает, что удаление объекта тем больше, чем больше смещение в сторону красного, и никаким образом это явление не отражает расширения вселенной. Это доказывается этим же самим Доплером в рамках среднего образования. Просто ученые поспешили с выводами, и не туда сунулись. Это значит, не было тщательного анализа результатов исследования.

Всего сообщений: 1 | Присоединился: июнь 2016 | Отправлено: 10 июня 2016 23:26 | IP
Karmadon



Новичок


Цитата: gvk написал 9 авг. 2010 1:15
... желательно было бы даже в тезисной форме изложить современные понятия космологии, оставляя в стороне все философские или этические аспекты.

Этические - безусловно. А вот без ФИЛОСОФСКОГО переосмысления понятий пространства и времени - не обойтись. Катехизис от "диамата" это далеко не вся философия, но свое дело он сделал: для иных физиков, в т.ч. и весьма известных, само это слово - что красная тряпка для быка.

Всего сообщений: 1 | Присоединился: июнь 2016 | Отправлено: 14 июня 2016 18:59 | IP
mix85j



Новичок

Технология будущего или прошлого
основная гипотеза на 8-ми станицах, ссылка на несколько дней:
http://exfile.ru/481640

Всего сообщений: 1 | Присоединился: июнь 2016 | Отправлено: 17 июня 2016 0:40 | IP

Отправка ответа:
Имя пользователя   Вы зарегистрировались?
Пароль   Забыли пароль?
Сообщение

Использование HTML запрещено

Использование IkonCode разрешено

Смайлики разрешены

Опции отправки

Добавить подпись?
Получать ответы по e-mail?
Разрешить смайлики в этом сообщении?
Просмотреть сообщение перед отправкой? Да   Нет
 

Переход к теме
<< Назад Вперед >>
Одна страница

Форум работает на скрипте © Ikonboard.com