Современные теории о дальнейшей эволюции вселенной

Законы сохранения электрического заряда и числа нуклонов. Из законов сохранения электрического заряда и числа нуклонов следует, что суммарный электрический заряд и и полное число нуклонов вступающих во взаимодействие должно сохраняться в результате ядерных реакций.

Эффект Комптона - неупругое рассеяние фотонов на свободных электронах. Эффект сопровождается изменением частоты фотонов, часть энергии которых после рассеяния передается электронам.

Давление света - это давление, которое производят электромагнитные световые волны, падающие на поверхность какого-либо тела.

Энергия фотона - энергия фотона увеличивается с ростом частоты.

Импульс фотона -

28 Квантово-механическая картина мира - пространство трехмерно и не зависимо от времени (также как они оба могут существовать независимо от материальных объектов).

Дуализм волны — принцип, согласно которому любой объект может проявлять

как волновые, так и корпускулярные свойства. Как классический пример, свет можно трактовать как поток корпускул (фотонов), которые во многих физических эффектах проявляют свойства электромагнитных волн. Свет демонстрирует свойства волны в явлениях дифракции и интерференции при масштабах, сравнимых с длиной световой волны. Микрочастицы, частицы очень малые, к которым относятся все объекты квантовой механики: электроны, другие элементарные частицы, атомные ядра, атомы, молекулы. Обладают корпускуляр-но-волновыми свойствами.

29 Модель атома – модель предложенная в 1904 году Джозефом Джоном Томсоном. Открыв в 1897 году электрон, Томсон предположил, что «корпускулы» являются составными частями атома и решил создать модель атома, отражающую это предположение. Описание модели - атомы элементов состоят из нескольких отрицательно заряженных корпускул, заключённых в сферу, имеющую однородно распределённый положительный электрический заряд.

Постулаты Бора – 1. Атомная система может находиться только в особых стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия En; в стационарном состоянии атом не излучает.

2. При переходе атома из одного стационарного состояния в другое испускается или поглощается квант электромагнитного излучения. Энергия фотона равна разности энергий атома в двух стационарных состояниях. hv=Em-En. Стацион. Состояния вычисл по формуле: mvr=n*h/2пи.

Принцип неопределённости Гейзенберга в квантовой механике — фундаментальное неравенство (соотношение неопределённостей), устанавливающее предел точности одновременного определения пары характеризующих квантовую систему физических наблюдаемых (см. физическая величина),описываемых некоммутирующими

операторами (например, координаты и импульса, тока и напряжения, электрического и магнитного поля).

30 Атомное ядро -центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса (более 99,9 %). Ядро заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относят атом.

Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образце. В дифференциальном виде:

которое означает, что число распадов − dN, произошедшее за короткий интервал времени dt, пропорционально числу атомов N в образце.

Ядерная реакция — процесс образования новых ядер или частиц при столкновениях ядер или частиц. Типы реакций: реакции с образованием составного ядра, это двухстадийный процесс, протекающий при не очень большой кинетической энергии сталкивающихся частиц (примерно до 10 МэВ); прямые ядерные реакции, проходящие за ядерное время, необходимое для того, чтобы частица пересекла ядро. Главным образом такой механизм проявляется при больших энергиях бомбардирующих частиц.

Законы сохранения в ядерных реакциях. 1.Закон сохранения энергии: Если E1, E2, E3, E4 – полные энергии двух частиц до реакции и после реакции, то на основании закона сохранения энергии: E1+E2=E3+E4.

2. Закон сохранения импульса: полный импульс частиц до реакции равен полному импульсу частиц-продуктов реакции. Если p1,p2,p3,p4 - векторы импульсов двух частиц до реакции и после реакции, то p1+p2=p3+p4

3. Закон сохранения момента импульса - момент количества движения также сохраняется при ядерных реакциях. В результате столкновения микрочастиц образуются только

такие составные ядра, момент импульса которых равен одному из возможных значений момента, получающегося при сложении собственных механических моментов (спинов) частиц и момента их относительного движения (орбитального момента).

31 Фундаментальные взаимодействия — качественно различающиеся типы взаимодействия элементарных частиц и составленных из них тел. На сегодня достоверно известно существование четырех фундаментальных взаимодействий: гравитационное - взаимодействие описывается законом всемирного тяготения Ньютона; электромагнитное - существует между частицами, обладающими электрическим зарядом; сильного - участвуют кварки (фундаментальная частица в Стандартной модели, обладающая электрическим зарядом) и глюоны и составленные из них частицы, называемые адронами (барионы и мезоны). Оно действует в масштабах порядка размера атомного ядра и менее, отвечая за связь между кварками в адронах и за притяжение между нуклонами в ядрах; слабого - два других взаимодействия, значимые для ядерной физики (сильное и электромагнитное), характеризуются значительно большей интенсивностью. Слабое взаимодействие является короткодействующим — оно проявляется на расстояниях, значительно меньших размера атомного ядра.

Квантовая природа материи -как только при фотоэффекте электромагнитным взаимодействием из материи выбивается электрон, он перестает быть материей, потому что выходит из состава стабильной структуры энергии, из атома, у него невозможно точно определить скорость и положение, следовательно, собственного времени у него нет. Когда соответствующее волновое возмущение эфира приводит к формированию из этих неравномерностей участков избыточной концентрации энергии, это вызывает нехватку

энергии, и, ее взаимное перетягивание между такими растущими структурами.

Переносчики взаимодействия. Частицами-переносчиками сильного взаимодействия являются глюоны (их всего восемь). Фотон – переносчик электромагнитного взаимодействия (он один, а фотоны мы воспринимаем как свет). Частицами-переносчиками слабого взаимодействия являются промежуточные векторные бозоны. Частицей-переносчиком гравитационного взаимодействия является пока еще гипотетический гравитон (он должен быть один). Все эти частицы, кроме фотона и гравитона, которые могут пробегать бесконечно большие расстояния, существуют лишь в процессе обмена между материальными частицами. Фотоны заполняют Вселенную светом, а гравитоны – гравитационными волнами (пока еще с достоверностью не обнаруженными).

Роль элементарных частиц в процессах происходящих во Вселенной. Одна из частиц нейтрон – в свободном состоянии существует в среднем лишь около 15 мин, а затем самопроизвольно распадается на протон, электрон и нейтрино. Важнейшими свойствами являются масса частицы, ее электрический заря, спин и время жизни. Спин – величина, дающая количественную характеристику вращательного движения частицы.

Иногда сегодняшнюю стадию эволюцию Вселенной можно сравнить с фейерверком, который окончился. Остались горящие искры, пепел и дым. Мы стоим на остывшем поле, вглядываясь в стареющие звезды и вспоминая красоту и блеск Вселенной.

Что же ожидает нашу Вселенную в будущем, если она будет неограничено расширяться? По мере расширения пространства материя становится все более разреженной, галактики и их скопления все более удаляются друг от друга, а температура фонового излучения приближается к абсолютному нулю. Со временем все звезды завершат свой жизненный цикл и превратятся либо в белых карликов, остывающих до состояния холодных черных карликов, либо в нейтронные звезды или черные дыры. Эра святящегося вещества закончится, и темные массы вещества, элементарные частицы и холодное излучение будут бессмысленно разлетаться в непрерывно разряжающейся пустоте.

Впрочем, черные дыры не останутся без работы. Имея на то достаточно времени, черные дыры поглотят огромное количество вещества вселенной. Если теория Хокинга верна, то черные дыры будут продолжать испускать излучение, но черным дыры (с массой равной массе Солнца) потребуется очень длительное время, прежде чем это заметно изменит что-то. Фоновое излучение остынет гораздо раньше, чем черные дыры начнут излучать больше, чем они будут поглощать из этого фонового излучения. Такой момент настанет тогда, когда возраст Вселенной станет примерно в десять миллионов раз больше предполагаемого на сегодня. Должно пройти около 10 66 лет, прежде чем черные дыры солнечной массы начнут взрываться, выбрасывая потоки частиц и излучения.

Вселенной достаточно только для того, чтобы обеспечить ее неограниченное расширение, то эффект электрического притяжения в электронно-позитронных парах перевесит и гравитационное притяжение и общее расширение Вселенной как целого. За определенное конечное время все электроны про аннигилируют со всеми позитронами. В конечном итоге последней стадии существующей материи окажутся не разлетающиеся холодные темные тела и черные дыры, а безбрежное море разреженного излучения, остывающего до конечной, повсюду одинаковой, температуры.

На сегодняшний день все данные говорят о том, что наша Вселенная обречена на вечное расширение. Многим была бы по душе пульсирующая модель Вселенной, дающая надежду на возрождение пусть не живых существ, то, по крайней мере, таких привычных нам вещей, как вещество и излучение.

Концепция большого взрыва – большой взрыв -общепринятая космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной^, а именно начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии.

Концепция Большого взрыва появилась с открытием в 1920-е годы закона Хаббла. Этот закон описывает простой формулой результаты наблюдений, согласно которым видимая Вселенная расширяется и галактики удаляются друг от друга. Нетрудно, следовательно, мысленно «прокрутить пленку назад» и представить, что в исходный момент, миллиарды лет назад, Вселенная пребывала в сверхплотном состоянии.

Дата добавления: 2014-12-25