Проблеми космології

Повідомлення на тему: «Проблеми космології»

Підготувала Власюк Анастасія

КОСМОЛОГІЯ – наука про Всесвіт у цілому, про найзагальніші закони його будови і розвитку. Це молода і найпривабливіша галузь астрономії, яка найповніше використовує такі поняття, як простір і час, які є не лише фізичними , але й філософськими категоріями. На «полі» космології упродовж століть ведеться запекла боротьба між матеріалістичними та ідеалістичними світоглядами.

КОСМОЛОГІЧНИЙ ПРИНЦИП: Всесвіт є однорідним  і ізотропним, тобто властивості Всесвіту для кожного заданого моменту часу однакові в усіх його точках і в усіх його напрямках.

ОБ’ЄКТИ ТА ПРОЦЕСИ, ЯКІ ВИВЧАЄ КОСМОЛОГІЯ

1. Всесвіт.
2. Спостережувальний Всесвіт
3. Крупномасштабна структура Всесвіту.
4. Реліктове випромінювання.
5. Темна енергія.
6. Темна маса

Сучасна космологія бере початок в першому десятилітті  ХХ століття.

У 1915—1917 гг. американський астроном Весто Слайфер з'ясував, що галактики (які тоді називали туманностями) не стоять на місці, а рухаються в просторі, причому  більшість з них віддаляються  від нас. Цей висновок слідував  зі спостережень спектрів галактик: їх  рух проявляв себе у  зсуві спектральних ліній до червоного кінця спектра. Відкриття Слайфером величезних просторових швидкостей галактик послужило наглядовою основою теорії розширюваного Всесвіту.

На рисунку умовно зображено  оптичний  ефект Доплера. Це зміна довжини хвилі світла, яке випромінює джерело, що рухається по відношенню до спостерігача. Для  джерела, яке віддаляється,  довжина хвилі зростає, тобто світло «червоні ».

У всіх галактиках, окрім найменших, виділяється яскрава центральна зона, яка називається я д р о м . У звичайних галактиках, таких як наша, велика яскравість ядра пояснюється високою концентрацією зір. Та все ж сумарна кількість зір у ядрі становить лише кілька відсотків від їхньої загальної кількості в галактиці. Але зустрічаються галактики, що мають особливо яскраві ядра, з яких виривається світний газ, що рухається з величезною швидкістю - тисячі кілометрів за секунду. За деякими даними, так можуть проявляти себе чорні діри, оточені щільною хмарою звичайних зір і газу. Під час падіння в гравітаційному полі чорної діри, речовина розганяється до швидкостей, близьких до швидкості світла. Потім у разі зіткнень газових мас поблизу чорної діри енергія руху перетворюється у випромінювання електромагнітних хвиль.

Подібні потужні процеси, що виявляють себе раптовими викидами велетенських струменів розжареного газу або потужним випромінюванням в оптичному, рентгенівському чи радіодіапазоні, відбуваються в ядрах багатьох галактик. Часто ці струмені мають просторову симетрію - спостерігаються з обох боків галактики уздовж осі її обертання.Такі галактики називають галактиками з активними ядрами або сейфертівськими на честь американського астронома К. Сейферта, який 1943 р. спостерігав їх уперше.

Альберт Ейнштейн (1879—1955), знімок 1920 р.

За  три роки до цього,  він висуває ідею космічного відштовхування. Ейнштейн показав, що поряд з всесвітнім тяжінням у природі , в принципі, може існувати і всесвітнє  відштовхування, яке намагається змусити всі тіла рухатися навсебіч одне від одного. Антитяжіння  було відкрито  в 1998—1999 р.

У 1929 р. інший американський дослідник, Едвін Хаббл, якого нерідко називають найвизначнішим  астрономом ХХ ст., визначив, що рух галактик, що розбігаються, слідує простому закону: швидкість V віддалення від нас галактики пропорційна відстані R до неї:

                  V= H/R

Це співвідношення між швидкістю та відстанню V= H/R сьогодні називають законом Хаббла, а коефіцієнт пропорційності H – сталою Хаббла. Величина H стала  тому, що вона однакова для всіх галактик і не залежить ні від відстані до галактики, ни від напрямку  на неї на небі . За сучасними даними, значення сталої Хаббла лежить в межах від  60 до 75 км/с на мегапарсек.

Відкриття Слайфера і Хаббла, я також подальші дослідження заклали спостережувальну  основу , на якій грунтується і розвивається вся сучасна космологія. Ми тепер знаємо, що живемо у величезному світі, який до того ж розширюється з часом.