Экспериментально расширение Вселенной подтверждается выполнением закона Хаббла, а также уменьшением светимости экстремально удалённых «стандартных свеч» (сверхновых типа Ia). Согласно теории Большого взрыва, Вселенная расширяется из начального сверхплотного и сверхгорячего состояния.
Чем объясняется ускоренное расширение Вселенной?
-> 22 Марта 2005 21:03 22 Мар 2005 21:03 | Как сообщает New Scientist , новая теория позволяет объяснить феномен ускоренного расширения Вселенной без привлечения гипотезы о наличии таинственной «темной энергии». Причиной ускорения могут являться гигантские волны пространства-времени, масштаб которых превышает размер видимой части Вселенной. Долгое время после открытия Эдвином Хабблом ( Edwin Hubble) в 1929 г. расширения Вселенной считалось, что оно всегда происходит по линейному закону. Однако в 1998 г. наблюдения удаленных сверхновых типа Iа после уточнения расстояний до них показали, что расширение Вселенной происходит с ускорением. Теоретическое объяснение этого явления возможно или путем введения положительной космологической постоянной в теории общей относительности Эйнштейна , или за счет предположения о наличии субстанции неизвестной природы («темной энергии» или «квинтэссенции»), изначально присущей пространству как таковому и дающей максимальный вклад в современную плотность энергии Вселенной (около 70%). Если принять последнюю гипотезу, остальные 25% Вселенной составляет еще одна таинственная форма вещества «темная материя», и только 5% остается для знакомых нам со школьной скамьи протонов , электронов, нейтронов, нейтрино , кварков, из которых, как нам казалось раньше, и состоит Вселенная. В последнее время появились многочисленные сообщения об интерпретации новых наблюдений именно с этой точки зрения. Однако в работе интернационального коллектива физиков из США , Канады и Италии , направленной в журнал Physical Review Letters , предлагается оригинальное решение этой загадки, снимающее необходимость в гипотезах о таинственных свойствах материи вообще. «Я согласен, что гипотезы такого рода чрезвычайно привлекательны для человеческого воображения, говорит один из авторов статьи Антонио Риотто (Antonio Riotto) из итальянского Национального института ядерной физики . Но учтите, что даже самые современные теоретические разработки физики, как, например, теория суперсимметрии или струнная теория квантовой гравитации, не способны объяснить наличие этой „темной энергии » в тех количествах, которые бы соответствовали наблюдениям. Несовместимость этого требования с общепринятыми законами природы породила массу сопутствующих экзотических гипотез о существовании новых сил, новых измерений пространства-времени, новых сверхлегких элементарных частиц. Мы же не вводим никаких новых сущностей во Вселенную и предлагаем объяснение в рамках одного из вариантов стандартной теории Большого Взрыва а именно инфляционной (раздувающейся) модели Вселенной, предложенной еще в 1981 году». Стандартная космологическая модель хорошо описывает всю совокупность данных наблюдений, однако некоторые свойства современной Вселенной оставляет без объяснения например, отсутствие крупномасштабной неоднородности и изотропию Вселенной, или её характерную структуру в виде галактик и их скоплений. Модель инфляционной Вселенной позволяет избежать этих недостатков. Она предполагает, что на раннем этапе Вселенная расширялась не по степенному, а по экспоненциальному закону.
Кто доказал что Вселенная расширяется?
Фото: ТАСС/Олег Иванов Скорость расширения Вселенной в одни периоды времени растет, а в другие эпохи она падает, говорится в исследовании американских астрофизиков. Это уже происходило как минимум семь раз, считают ученые. В 1929 году астроном Эдвин Хаббл доказал, что наша Вселенная постепенно расширяется, наблюдая за движением далеких от нас галактик.
В конце 1990-х астрофизики обнаружили, что она расширяется не с постоянной скоростью, а с ускорением. Как отмечают Лоуренс Мид и Гарри Рингермахер из университета Южного Миссисипи в Геттисбурге (США), сегодня мало кто сомневается, однако среди космологов идут ожесточенные споры — когда началось это ускорение.
Дело в том, что Вселенная, как показывают сдвиги в спектре очень далеких сверхновых первого типа, начала расширяться далеко не сразу, передает МИА «Россия сегодня» . После изначального бурного расширения в первые мгновения после Большого Взрыва Вселенная сжималась, а не расширялась.
- Через 4-5 миллиардов лет благодаря существованию таинственной темной энергии, о свойствах которой ученые пока ничего не знают, мироздание начало расширяться.
- Мид и Рингермахер попытались определить относительно точное время начала этого ускорения, наблюдая за взрывами сверхновых и движением скоплений темной материи в древних галактиках, существовавших на рубеже между эпохами сжатия и расширения.
Когда они составили карты размеров Вселенной для тех эпох, в которых существовали эти галактики, заметили, что значения ускорения для каждой из них были весьма своеобразными. Они увидели синусоиду, волны которой постепенно затухали по мере приближения к современной эпохе.
- Ученые называют это «волной Вселенной».
- По расчетам Мида и Рингермахера, ускорение Вселенной периодически замедлялось и ускорялось не один, а как минимум семь подобных циклов со времени Большого Взрыва, то есть за 13,8 миллиарда лет.
- Как признают физики, пока их выкладки остаются красивой теорией, которую еще следует подтвердить.
Для этого они планируют использовать данные, собранные орбитальным телескопом «Планк».
Как остановить расширение Вселенной?
Обзор — Если Вселенная конечна в пространстве, и скорость расширения не превышает скорость убегания , то совместное гравитационное притяжение всей её материи в конце концов остановит расширение Вселенной и заставит её сжиматься. Вследствие возрастания энтропии картина сжатия будет сильно отличаться от обращённого во времени расширения.
- В то время как ранняя Вселенная была очень однородной, сжимающаяся Вселенная будет разбиваться на отдельные изолированные группы.
- В конце концов, вся материя коллапсирует в чёрные дыры , которые затем будут срастаться, создавая в результате единую чёрную дыру — сингулярность Большого сжатия.
- Постоянная Хаббла определяет текущее состояние расширения Вселенной, сила гравитации зависит от плотности и давления материи во Вселенной, а их соотношение задаётся критической плотностью Вселенной.
Если плотность Вселенной больше критической, то гравитационные силы остановят расширение Вселенной, и она начнёт сжиматься. Если же плотность Вселенной меньше критической, Вселенная будет продолжать расширяться, и сил гравитации будет недостаточно, чтобы остановить это расширение.
- Этот сценарий развития приведёт к результату, известному как « Большое замерзание », когда Вселенная остывает по мере расширения и достигает состояния энтропии .
- Некоторые теории говорят, что Вселенная может сжаться до состояния, с которого она началась, а затем произойдёт новый Большой Взрыв , и такие циклы сжатия-расширения будут продолжаться вечно , насколько понятие «вечно» вообще применимо за пределами пространственно-временного континуума.
Последние экспериментальные свидетельства (а именно наблюдение дальних сверхновых как объектов стандартной светимости (подробнее см. Шкала расстояний в астрономии ), а также тщательное изучение реликтового излучения ) приводят к выводу, что расширение Вселенной не замедляется гравитацией, а наоборот, ускоряется.
Как долго будет расширятся Вселенная?
Расширение закончится скоро по космическим меркам — Модель эволюции Вселенной, созданная учеными, показала, что ускоренное расширение Вселенной может завершиться через 65 млн лет, а через 100 млн лет она вообще перестанет расширяться. После этого, может наступить период медленного сжатия, который будет длиться несколько миллиардов лет. Модель эволюции Вселенной, созданная учеными, показала, что ускоренное расширение Вселенной может завершиться через 65 млн лет, а через 100 млн лет она вообще перестанет расширяться Фото: Live Science
Что находится за пределами нашей Вселенной?
Сегодняшние телескопы позволяют астрономам заглянуть на 13,75 миллиарда лет в прошлое. Считается, что именно такой возраст нашей Вселенной. Но что находится за пределами наших наблюдений? wikimedia Согласно теории Большого взрыва, наша Вселенная родилась примерно 13,75 миллиарда лет назад и с тех пор смогла расшириться из невероятно плотной «точки» до сегодняшних размеров. Считается, что Вселенная расширялась со скоростью света. Руководствуясь этим фактом и положениями теории относительности ученые пришли к принятому сегодня значению возраста Вселенной.
- РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ Известно, что наше пространство постоянно расширяется и самый дальний его край соответствует времени начала Большого взрыва.
- На сегодня самая далекая область, что ученые могут видеть — это поверхность последнего рассеяния.
- Именно оттуда приходят фотоны реликтового излучения, которое возникло почти сразу после Большого взрыва.
Поверхность последнего рассеяния отражает момент, когда Вселенная стала прозрачной для излучения. За этой областью располагается то, что пока не подвластно изучению нашими приборами. Мы не можем увидеть той области, что расположена за поверхностью последнего рассеяния из-за того, что она непрозрачна для излучения.
- А ведь именно свет позволяет нам видеть отдаленные объекты и судить об их свойствах.
- РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ Несмотря на то, что нельзя увидеть то, что происходит за поверхностью последнего рассеяния, астрономы могут судить о пространстве за ней.
- Для этого они наблюдают, какое влияние она оказывает на существующие астрофизические объекты.
Более того, согласно современной теории Лямбда-CDM, галактики удаляются друг от друга с ускорением. И чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Это значит, что в какой-то момент скорость удаления галактик превысит световую и мы перестанем их видеть.
В чем суть теории Большого взрыва?
Большо́й взрыв — общепринятая космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно — начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии.
Кто создал Вселенную?
Вселе́нная — не имеющее строгого определения понятие в астрономии и философии . Оно делится на две принципиально отличающиеся сущности: умозрительную (философскую) и материальную , доступную наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем. Если автор различает эти сущности, то, следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую — астрономической Вселенной или Метагалактикой (в последнее время этот термин практически вышел из употребления).
- В историческом плане для обозначения «всего пространства» использовались различные слова, включая эквиваленты и варианты из различных языков, такие как « космос », «мир» , «небесная сфера».
- Использовался также термин «макрокосмос» , хотя он предназначен для определения систем большого масштаба, включая их подсистемы и части.
Аналогично, слово « микрокосмос » используется для обозначения систем малого масштаба. Любое исследование или наблюдение, будь то наблюдение физика за тем, как раскалывается ядро атома, ребёнка за кошкой или астронома, ведущего наблюдения за отдалённой галактикой , — всё это наблюдение за Вселенной, вернее, за отдельными её частями.
Эти части служат предметом изучения отдельных наук, а Вселенной в максимально больших масштабах, и даже Вселенной как единым целым занимаются астрономия и космология ; при этом под Вселенной понимается или область мира, охваченная наблюдениями и космическими экспериментами, или объект космологических экстраполяций — физическая Вселенная как целое .
Предметом статьи являются знания о наблюдаемой Вселенной как о едином целом: наблюдения , их теоретическая интерпретация
