Теоретические модели Вселенной

Эволюция и строение Вселенной

Единая теория поля -

Эволюционно-синергетическая картина мира

(последняя четверть XX века)

Развитие рассматривается как

· универсальный (осуществляющийся везде и всегда)

· глобальный (охватывающий все и вся) процесс

(концепция универсального или глобального эволюционизма)

Само развитие трактуетсякак самодетерминированный нелинейный процесс самоорганизации неравновновесных открытых систем.

Нелинейность - возможность сверхбыстрого развития процессов в системе на определенных стадиях ее эволюции (частица-антич.,молния,)
Неравновесные системы – находятся в состоянии, далеком от термодинамического равновесия;

Открытые системы - возможен обмен веществом и энергией с окружающей средой.

В настоящее время огромную роль в познании окружающего мира играет физика, достижения которой обобщаются в виде физической исследовательской программы – «Единой теории поля»

современная физическая исследовательская программа.

Тео́рия всего́ (Theory of everything, TOE) — гипотетическая объединённая физико-математическая теория, описывающая все известные фундаментальные взаимодействия. Современная физика требует от «теории всего» объединения четырёх известных в настоящее время фундаментальных взаимодействий

1. гравитационное взаимодействие,

2. электромагнитное взаимодействие,

3. сильное ядерное взаимодействие,

4. слабое ядерное взаимодействие

Кроме того, она должна объяснять существование всех элементарных частиц.

В научной литературе вместо термина «теория всего» используется термин «единая теория поля», тем не менее следует иметь в виду, что Теория всего может быть построена и без использования полей.

Вселе́нная — фундаментальное понятие астрономии, строго не определяемое, включает в себя весь окружающий мир. На практике под Вселенной часто понимают часть материального мира, доступную изучению естественнонаучными методами Вселенная как единое целое является предметом изучения раздела астрономии — космологии.

Любая модель Вселенной должна удовлетворять так называемому «космологическому принципу». Согласно ему в больших пространственных масштабах во Вселенной нет выделенных областей и направлений. Следствием такого постулата является однородность и изотропность материи во Вселенной на больших масштабах (> 100 Мпк). Основные теории, в совокупности описывающие три фундаментальных явления: расширение Вселенной, наблюдаемую крупномасштабную структуру Вселенной и распространенность химических элементов следующие:

1. Теория Большого Взрыва -описывает химический состав Вселенной.

2. Модель расширения Фридмана - описывает расширение Вселенной.

3. Теория стадии инфляции - объясняет причину расширения.

Согласно последним научным данным наша Вселенная родилась около 14 млр. лет назад в результате чудовищного катаклизма Большого взрыва (БВ).

Гипотезы причин Большого Взрыва приведены в табл.7.1.

Таблица 7.1.

Гипотезы причин Большого Взрыва

	Флуктуация вакуума	Причина флуктуации — квантовые колебания. В результате вакуум вышел из состояния равновесия и перешёл в новое состояние с меньшим энергетическим уровнем. Это привело к выделению энергии.
	Столкновение бран в многомерном пространстве	гипотеза, оперирующая в терминах теории струн, предполагает некое внешнее по отношению к нашей Вселенной событие
	Антропный принцип	Тот факт, что наша Вселенная приспособлена для образования жизни может объясняться случайностью — в «менее приспособленных» вселенных просто некому это анализировать
	Концепцию «кипящей Мультивселенной	непрерывно рождаются новые вселенные и у этого процесса нет начала и конца

В момент БВ Вселенная занимала микроскопические, квантовые размеры. В соответствии с инфляционной моделью, в начальной стадии своей эволюции Вселенная пережила период ускоренного расширения (инфляции).

В основе большинства моделей расширяющейся Вселенной лежит ОТО (1907-1915) и её геометрический взгляд на природу гравитации. Уравнение гравитационного поля (уравнение Эйнштейна):

где λ — космологическая постоянная, — метрический тензор тензор Риччи, R — скалярная кривизна, — тензор энергии-импульса, с — скорость света, G — гравитационная постоянная Ньютона.

Александр Фридман нашел оригинальные решения уравнений общей теории относительности для всей Вселенной в целом. Обнаружил, что если наш мир заполнить тяготеющим веществом, он неуклонно будет либо расширяться, либо сжиматься.

Соответствующие решения были не только признаны Эйнштейном, но и получили практическое подтверждение в наблюдениях американского астронома Эдвина Хаббла в 1929 году.

Закон Хаббла: Чем дальше галактика, тем больше ее скорость V

В настоящее время (2009) наиболее надёжной считается оценка Н₀ =(74,2 ± 3,6) км/(с*Мпк) (св.год- 95 миллиардов триллионов километров).

Это означает, что галактики, удаленные от нас на 1 млн парсек (3,26 млн световых лет), «убегают» от нас со средней скоростью 74,2 км/с, а те, что в 100 раз дальше, разлетаются со скоростью в 100 раз быстрее.

Дата добавления: 2014-01-06