Tamsi materija ir tamsi energija visatoje. 2. Visatos plėtimas

Tamsi materija ir tamsi energija visatoje

Valerijus Анатольевич Рубаков,
Branduolinių tyrimų institutas, Rusijos mokslų akademija, Maskva, Rusija

Paskaitos pristatymas (pdf, 2 Mb)

Atsisiųsti vaizdo įrašą (avi): 1 dalis (180 MB), 2 dalis (210 MB), 3 dalis (250 MB)

  • 1. Įvadas
  • 2. Visatos plėtimas
  • 3. Visata praeityje
  • 4. Energijos balansas šiuolaikinėje visatoje
  • 5. Tamsi materija
  • 6. Tamsi energija
  • 7. Išvada

2. Visatos plėtimas

Yra keletas faktų, kurie kalba apie visatos savybes šiandien ir santykinai neseniai.

Pav. 2

Visata kaip visuma vienarūšis: visos visatos sritys atrodo vienodai. Žinoma, tai netaikoma mažoms teritorijoms: yra sričių, kuriose yra daug žvaigždžių – tai galaktikos; yra sričių, kuriose yra daug galaktikų – galaktikų grupių; yra sritys, kuriose yra keletas galaktikų – tai milžiniškos tuštumos. Tačiau 300 milijonų šviesmečių ir daugiau vietų visi atrodo taip pat. Tai akivaizdžiai rodo astronominiai stebėjimai, dėl kurių "Visatos žemėlapis" buvo atstumtas apie 10 milijardų šviesmečių.1. Reikia pasakyti, kad šis "žemėlapis" yra labiausiai vertingos informacijos apie šiuolaikinę visatą šaltinis, nes tai leidžia mums kiekybiniu lygiu tiksliai nustatyti, koks dalykas yra visame pasaulyje.

On ryžiai 2 parodytas šio žemėlapio fragmentas2apimantis palyginti mažą visatos tūrį. Galima pastebėti, kad Visatoje yra gana didelių dydžių struktūros, bet apskritai galaktika yra "išsibarsčiusios" tolygiai.

Visata išplečia: galaktikos juda viena nuo kitos. Erdvė ištiesta visomis kryptimis, tuo toli tolimesni nuo mūsų tos ar kitos galaktikos, tuo greičiau ji nutolia nuo mūsų. Šiandien šios plėtros tempas yra nedidelis: visi atstumai dvigubai padidės3 apie 15 milijardų metų, bet anksčiau plėtros tempas buvo daug didesnis. Visatos materijos tankis su laiku mažėja, o ateityje visata bus vis labiau atsipalaidavusi. Priešingai, visata buvo daug tankesnė nei dabar. Tolimųjų galaktikų ar ryškių žvaigždžių spinduliuojanti šviesa "paraudimas" tiesiogiai rodo Visatos išsiplėtimą: dėl bendro erdvės pralaidumo šviesos bangos ilgis didėja, kai mus plaukia. Šis reiškinys buvo sukurtas E. Hubble 1927 m. Ir tarnavo kaip stebėjimo įrodymas apie visatos plitimą, kurį prieš trejus metus anksčiau prognozavo Aleksandras Friedmanas.

Pažymėtina, kad šiuolaikiniai stebėjimo duomenys leidžia mums matuoti ne tik visatos plitimo greitį šiuo metu, bet ir atsekti jo praplėtimo spartą. Mes kalbėsime apie šių matavimų rezultatus ir toli siekiančias išvadas. Čia mes kalbame apie šiuos dalykus: pats Visatos plitimo faktas kartu su gravitacijos teorija – bendra teorija apie reliatyvumą – rodo, kad visata praeityje buvo labai tanki ir labai sparčiai plėtėsi. Jei atskleisime visatos evoliuciją atgal į praeitį, naudodamiesi gerai žinomais fizikos dėsniais, padarysime išvadą, kad ši evoliucija prasidėjo nuo Didžiojo sprogimo momento; šiuo metu Visatos materija buvo tokia tanki, o gravitacinė sąveika buvo tokia stipri, kad žinomi fizikos įstatymai buvo netaikytini. Nuo to laiko praėjo 14 milijardų metų, tai yra šiuolaikinės visatos amžius.

Visata yra "šilta": joje yra elektromagnetinė spinduliuotė, kuriai būdinga temperatūra T = 2,725 laipsnio Kelvinas (relikviniai fotonai, kurie šiandien yra radijo bangos). Žinoma, ši temperatūra šiandien nėra didelė (žemesnė už skystojo helio temperatūrą), bet tai nebuvo anksčiau.Išsiplėtimo proceso metu visata atsipalaiduoja, taigi ankstyvosiose jos evoliucijos stadijose temperatūra, taip pat materijos tankis buvo daug didesnė nei šiandien. Anksčiau visata buvo karšta, tanki ir sparčiai plečiasi.


1 Šios užduoties mastą patvirtina šis paveikslėlis: šiuo metu vykstantis SDSS tyrimas jau apima daugiau kaip 300 tūkstančius galaktikų, kurių matuojamas tiek kryptis, tiek atstumas.

2 "Las Campanas" apžvalga, 90-ųjų vidurys.

3 Žinoma, tai netaikoma atstumui nuo Žemės iki saulės ar atstumo tarp žvaigždžių galaktikoje: Žemė yra laikoma arti saulės gravitacijos traukos, o atstumas nuo jo iki saulės nesikeičia dėl visatos plitimo.


Like this post? Please share to your friends:
Tamsi materija ir tamsi energija visatoje ">
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: