Модель расширяющейся Вселенной

Содержание

Слайд 2

Зарождение модели, 1916 г. Модель Вселенной А. Эйнштейна стала первой космологической

Зарождение модели, 1916 г.

Модель Вселенной А. Эйнштейна стала первой космологической моделью,

базирующейся на выводах общей теории относительности. Это связано с тем, что именно тяготение определяет взаимодействие масс на больших расстояниях. Поэтому теоретическим ядром современной космологии выступает теория тяготения — общая теория относительности. Эйнштейн допускал в своей космологической модели наличие некой гипотетической отталкивающей силы, которая должна была обеспечить стационарность, неизменность Вселенной. Однако последующее развитие естествознания внесло существенные коррективы в это представление.
Слайд 3

В основе модели 1) свойства Вселенной одинаковы во всех ее точках

В основе модели

1) свойства Вселенной одинаковы во всех ее точках (однородность)

и направления (изотропность);
2) наилучшим известным описанием гравитационного поля являются уравнения Эйнштейна. Из этого следует так называемая кривизна пространства и связь кривизны с плотностью массы (энергии). Космология, основанная на этих постулатах, - релятивистская.
Слайд 4

О модели Важным пунктом данной модели является ее нестационарность. Это определяется

О модели

Важным пунктом данной модели является ее нестационарность.
Это определяется двумя

постулатами теории относительности:
1) принципом относительности, гласящим, что во всех инерционных системах все законы сохраняются вне зависимости от того, с какими скоростями, равномерно и прямолинейно движутся эти системы друг относительно друга;
2) экспериментально подтвержденным постоянством скорости света.
Слайд 5

1922 г. Пять лет спустя, советский физик и математик А. Фридман

1922 г.

Пять лет спустя, советский физик и математик А. Фридман на

основе строгих расчетов показал, что Вселенная Эйнштейна не может быть стационарной, неизменной. При этом Фридман опирался на сформулированный им космологический принцип, который строится на двух предположениях: об изотропности и однородности Вселенной. Изотропность Вселенной понимается как отсутствие выделенных направлений, одинаковость Вселенной по всем направлениям. Однородность Вселенной понимается как одинаковость всех точек Вселенной: мы можем проводить наблюдения в любой из них и везде увидим изотропную Вселенную.
Слайд 6

Фридман на основе космологического принципа доказал, что уравнения Эйнштейна имеют и

Фридман на основе космологического принципа доказал, что уравнения Эйнштейна имеют и

другие, нестационарные решения, согласно которым Вселенная может либо расширяться, либо сжиматься. При этом речь шла о расширении самого пространства, т.е. об увеличении всех расстояний мира. Вселенная Фридмана напоминала раздувающийся мыльный пузырь, у которого и радиус, и площадь поверхности непрерывно увеличиваются.
Слайд 7

А. Фридман сумел расчетным путем определить критическое значение пространственной плотности Вселенной

А. Фридман сумел расчетным путем определить критическое значение пространственной плотности Вселенной

ρкр = 10-29 г/см3, которое соответствует состоянию неустойчивого равновесия всей Метагалактики.
По Фридману возможны два основных варианта эволюции нестационарной Вселенной:
1) бесконечного расширения ( ρ < ρкр );
2) пульсирующего расширения и сжатия
( ρ > ρкр ).
Оба возможных варианта эволюции имеют лишь одну общую исходную точку, связанную с начальным моментом развития Вселенной, который впоследствии получил название Большой Взрыв.
Слайд 8

1929 г. Первоначально модель расширяющейся Вселенной носила гипотетический характер и не

1929 г.

Первоначально модель расширяющейся Вселенной носила гипотетический характер и не имела

эмпирического подтверждения. Однако, американский астроном Э. Хаббл обнаружил эффект «красного смещения».

Красное смещение - это понижение частот электромагнитного излучения: в видимой части спектра линии смещаются к его красному концу. Обнаруженный ранее эффект Доплера гласил, что при удалении от нас какого-либо источника колебаний, воспринимаемая нами частота колебаний уменьшается, а длина волны соответственно увеличивается. При излучении происходит «покраснение», т. е. линии спектра сдвигаются в сторону более длинных красных волн.