Понятие о космологии

Космология - наука о строении Вселенной как целого. Среди наиболее существенных вопросов, которые изучает космология, геометрическая структура пространства и времени,.эволюция Вселенной, образование и развитие различных объектов, особенно галактик и их скоплений. Эмпирические сведения космология черпает из данных внегалактической астрономии, а ее теоретические основания опираются на наиболее общие законы физики.

При описании вселенной как целого необходимо учитывать, что современным методам астрономических наблюдений доступна oграниченная часть Вселенной, получившая название Метагалактики составляют всего около 6000 Мпс. Кроме того, масштабы времени, с которыми при этом имеют делю, ничтожно малы по сравнению с характерными масштабами эволюции вселенной я объектов, ее заполняющих. Наконец, все известные физические законы относятся к умеренным значениям плотности температуры и других физических величин, в то время как теоретическая космология допускает сверхвысокие температуры и плотности вещества Вселенной на определенных этапах эволюции.

Наблюдения указывают на то, что скопление и сверхскопления гаактик распределены в Метагалактике однородного и изотропно. Это наблюдения факт космология переносит на всю Вселенную в целом, считая ее однородной и изотропной. Из этого предложения, в частности, следует что Солнце, а с ним и Солнечная система и человек на Земле не являются чем - то выделенным во вселенной. Следующий наблюдательный факт - разбегание галактик. Космология приписывает его нестционарности, расширению Вселенной в целом.

Так как определяющей силой в Метагалактике является сила гравитации, а в масштабах Метагалактики имеют дело с огромными массами и явлениями разбегания галактик, наиболее далекие из которых обладают скоростями, близкими к скорости света, то при описании вселенной как целого необходимо использовать общую теорию относительности - релятивистскую теорию гравитации, развитую А Эйнштейном.

Общая теория относительности накладывает определенные ограничения на геометрические свойства пространства, которое уже нельзя считать Евклидовым. Согласно теории время не имеет абсолютного характера в смысле ньютоновской механики, а движение и распределение материи в пространстве нельзя рассматривать в отрыве от геометрических свойств пространства и времени.

В первые космологическую модель однородной и изотропной Вселенной в рамках общей теории относительности рассмотрел советский математик А.Фридман. Он показал, что однородная изотропная Вселенная должна быть нестационарной, и тем самым этой модели расстояние между двумя любыми объектами во вселенной в момент времени t определяется выражением r(t)=R(t)r₀. r₀- рассояне в начальной момент времени. Скорость изменения расстояния определяется законом Хаббала; V(t)= (dR/Rdt) r(t)= H(t) r(t). при этом в зависимости от значения критической плотности вещества во Вселенной расширение может происходить неограниченного времени или же со временем сменится сжатием. Эта зависимость определяется значением критической плотности:

Внегалактичская астрономия дает значение для постоянной Каббала Н= 50 км/(c Мпс) следовательно критическая плотность= 5 10 ^-311г/см³. Подсчеты галактик показывают, что их Метагалактике их около 10¹¹.

Дата добавления: 2013-12-12