Учебная работа. Доклад: Теория раздувающейся вселенной

Учебная работа. Доклад: Теория раздувающейся вселенной

Введение:

одна из проблем, на которую наталкивается обычная теория Огромного взрыва, — необходимость разъяснить, откуда берётся грандиозное количество энергии, требующееся для рождения частиц. Не так издавна внимание учёных завлекла видоизменённая теория Огромного взрыва, которая дает ответ на этот вопросец. Она носит заглавие теории раздувания и была предложена в 1980 году сотрудником Массачусетского технологического института Аланом Гутом. Основное отличие теории раздувания от классической теории Огромного взрыва заключается в описании периода с 10-35
до 10-32
с. По теории Гута приблизительно через 10-35
с. Вселенная перебегает в состояние “псевдовакуума”, при котором её энергия только велика. Из-за этого происходит очень резвое расширение, еще наиболее резвое, чем по теории Огромного взрыва (оно именуется раздуванием). Через 10-35
с. опосля образования Вселенная не содержала ничего не считая чёрных мини-дыр и “обрывков” места, потому при резком раздувании образовалась на одна вселенная, а огромное количество, причём некие, может быть, были вложены друг в друга. Любой из участков пены перевоплотился в отдельную вселенную, и мы живем в одной их их. Отсюда следует, что может существовать много остальных вселенных, труднодоступных для нашего наблюдения.

Хотя в данной нам теории удаётся обойти ряд проблем классической теории Огромного взрыва, она и сама не свободна то недочетов. к примеру, тяжело разъяснить, почему, начавшись, раздувание в конце концов прекращается. От этого недочета удалось освободиться в новеньком варианте теории раздувания, показавшемся в 1981 году, но нём тоже есть свои трудности.

Сценарий “раздувающейся Вселенной”.

Строго говоря, существует несколько таковых сценариев. 1-ые из их возникли сначала 80-х годов (1980 г. – южноамериканский физик А. Гус; 1981 г. – русский физик А. Д. Линде и чуток позже – южноамериканские физики П. Стейнхардт и А. Альбрехт; 1983 г. – новейший сценарий, получивший заглавие “хаотического раздувания”, разработал А. Д. Линде). Разработкой догадки “раздувающейся Вселенной” учёные продолжают интенсивно заниматься и на данный момент в нашей стране и за рубежом.

Сценарий “раздувающейся вселенной не отменяет такие важные результаты, приобретенные релятивистской космологией, как фридмановская теория расширения Метагалактики, теория “жаркой Вселенной”, и т. д. Модели “раздувающейся Вселенной” разрешают приблизится к началу расширения и изучить ранее совершенно не рассматривавшиеся процессы, которые происходили в первую секунду, а поточнее, в 1-ые мгновения истории Метагалактики. Предполагается, что в истории весьма ранешней нашей Вселенной гигантскую роль играл физический вакуум, который, как мы знаем, владеет антигравитационными качествами, т. е. способен заместо обыденного гравитационного притяжения создавать массивное гравитационное отталкивание.

Сценарий “раздувающейся Вселенной” не отменяет большенный взрыв, сначала которого плотность материи превосходила 1096
кг/м3
, а характеристики места и времени пока нам неизвестные. Через 10-45
с опосля начала расширения плотность материи стала 1096
кг/м3
(это практически на восемьдесят порядков больше плотности атомного ядра и неизмеримо больше плотности физического вакуума). До того времени пока плотность физического вакуума (1077
кг/м3
) оставалась много меньше плотности настоящих жарких частиц и античастиц, антигравитационные характеристики такового “неверного вакуума” не оказывали значимого воздействия на нрав расширения. Но уже через 10-34
с опосля начала расширения температура была порядка 1027
K, а плотность обыкновенной материи стал таковой же, как и плотность “неверного вакуума”. В этих критериях гравитационное отталкивание превосходит силы притяжения. Под действием отрицательного давления физического вакуума наша Вселенная начала ускоренно расширяться. За любые 10-34
с расстояние меж произвольно избранными элементами среды умножалось либо сделалось экспотенциально расти (график такового процесса экспонента – кривая показательной функции с основанием e). Таковым образом, фридмановскому расширению, при котором

R(t) ~ t1/2
,

предшествовала стадия эволюции Вселенной при которой

R(t) ~ (H0
1
)-1
eHt
,

где H0
1
неизменная Хаббла, которая тогда резко различалась от современного значения.

“Раздувание” длилось ничтожное (по нашим представлениям) время – порядка 10-32
с, но этого хватило для того, чтоб размер рождающейся Метагалактики страшенно возрос: по одним моделям в 1050
раз, а по остальным – в 101 000 000
раз. Без “раздувания” размеры возросли бы только в 10 раз.

В принципе не исключено, что в истории нашей Вселенной была не одна, а несколько “инфляционных” стадий, но так либо по другому “раздувание” было явлением краткосрочным. По мере расширения Вселенной стремительно уменьшались плотность и температура обыденного вещества. По мере расширения Вселенной стремительно уменьшались плотность и температура обыденного вещества. Наступили переохлаждение и фазовый переход среды из состояния “неверного вакуума” в состояние настоящего вакуума, плотность которого не достаточно различается от нуля. Этот переход сопровождается выделением весьма большенный энергии, до этого всего скованной в “неверном вакууме”. Освободившаяся энергия расходовалась на рождение (из физического вакуума) огромного количества настоящих частиц и античастиц. Скорости движения и энергии новорождённых частиц были весьма значительны, а поэтому Вселенная вновь разогрелась до температуры порядка 1027
K, а “инфляционная” стадия эволюции Метагалактики сменилась уже известной нам стадией “жаркой Вселенной”. Начальный объём, с которого началось “инфляционное” расширение места, был не наименее 10-33
см3
. Вот этот объём одномоментно вырос до объёма, неоднократно превосходящего сегодняшние размеры Метагалактики.

Просто удостоверится в том, что размеры Метагалактики увеличивались со сверхсветовой скоростью. Это явление не противоречит специальной теории относительности, которая воспрещает распространение сигналов со сверхсветовыми скоростями, но не ограничивает скорость роста размеров какой-нибудь системы. Также, впечатляет тот факт, что из жалкой массы (10-5
г) которая содержалась в крохотном объёме места до начала “инфляционной” стадии, появилась Метагалактика с массой порядка 1050
т. Это вышло в итоге работы совершённой гравитационными силами.

]]>