додати матеріал


приховати рекламу

Вузлові питання теорії Великого Вибуху 2

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

РЕФЕРАТпо Астрономії
на тему:
Вузлові питання теорії «Великого Вибуху»

 


виконав:
учень 11 класу «Ж» середньої школи № 27
Малишев Андрій Юрійович.



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва
2002
Чи був великий вибух?
У наш час існують дві основних наукових теорії виникнення Всесвіту. Відповідно до теорії стабільного стану матерія, енергія, простір і час існували завжди. Але тут же виникає логічне запитання: чому зараз нікому не вдається створити матерію та енергію? Це стверджує Перший закон термодинаміки, жодного винятку з якого не вдалося виявити. Навпаки, все прагне до розпаду і руйнування. Енергія вичерпується, стаючи дедалі менш здатної до скоєння роботи (це називають Другим законом термодинаміки). Нескінченно стара Всесвіт повинен бути повністю позбавлена ​​корисної енергії і будь-яких змін - досягти стану, званого тепловою смертю.
Найпопулярніша теорія походження Всесвіту, яку підтримувала більшість теоретиків - теорія великого вибуху. Подібно біблійному оповіданню про створення вона стверджує, що Всесвіт виник раптово, але це було випадкове подія, що відбулася мільярди років тому Оцінка віку Всесвіту останнім часом коливалася в межах 8-20 мільярдів років. Зараз мова ведеться про 12 мільярдів років.
Теорію великого вибуху запропонували в 20-х роках XX століття вчені Фрідман та Леметр, в сорокових роках її доповнив і переробив Гамов. Відповідно до цієї теорії колись наш Всесвіт представляла собою нескінченно малий згусток, надщільний і розпечений до дуже високих температур. Це нестабільний освіта раптово вибухнуло, простір швидко розширилося, а температура часток, що розлітаються, що володіють високою енергією, почала знижуватися. Приблизно після першого мільйона років атоми двох найлегших елементів, водню і гелію, стали стабільними. Під дією сил тяжіння почали концентруватися хмари матерії. У результаті сформувалися галактики, зірки, і інші небесні тіла Зірки старіли, вибухали наднові, після чого з'являлися більш важкі елементи. Вони формували зірки більш пізнього покоління, такі, як наше Сонце. В якості доказів того, що свого часу стався великий вибух, говорять про червоному зміщенні світла від об'єктів, розташованих на великих відстанях і мікрохвильовому фоновому випромінюванні.
Схилення
Спостережуваний спектр елементів, що перебувають від нас на дуже великій відстані, в загальному такий же, як і на Землі, але спектральні лінії зміщені в низькочастотну область - до більшої довжини хвилі. Це явище називають червоним зміщенням. Його намагаються пояснити тим, що Земля і об'єкт розлітаються з великою швидкістю в різні боки. Дотримуючись такої теорії, якщо простежити цей процес у минуле, все повинно було початися з однієї точки великого вибуху.
Цілком можливо, що червоне зміщення в спектрі далеких галактик відбувається через їх віддалення від нас. Біблія говорить про те, що Господь хмару. Дія цього руху протилежна дії сил тяжіння, що стабілізує всю систему. Однак якщо небеса були створені зі "вбудованої" кінетичної енергією тільки кілька тисяч років тому, то при спробі зазирнути в більш стародавній час ми можемо прийти до помилкових висновків.
Положення, що склалося в осяжній Всесвіту, до нашого часу може дати нам деяке розуміння того, що відбувається в минулому, але стверджувати що-небудь з повною впевненістю ми не можемо.
Ще одне можливе пояснення червоного зсуву - гравітаційне тяжіння світла, що виходить від галактики або зірки. Крайнім випадком цього ефекту може бути чорна діра, в якій світ зовсім не може подолати гравітаційне тяжіння (У відповідності з теорією чорні дірки виникли в результаті гравітаційного згортання (колапсу) старих, виснажених зірок-гігантів. Через особливості будови і функціонування чорних дір виявити їх надзвичайно важко. До нинішнього дня ми не можемо з упевненістю стверджувати, знайдена хоч одна з них).
Вчені припустили, що червоне зміщення може відбуватися через зниження з часом швидкості світла. Такий ефект здатний породити і фонове випромінювання.
Фонове випромінювання
Теоретики припустили, що "відлуння" первинного "великого вибуху теж зазнало червоний зсув, і шукати його тепер потрібно в мікрохвильовому діапазоні спектру. У 1965 році А. Пензіас і Р. Уїлсон виявили мікрохвильове фонове випромінювання з температурою всього 3 0 вище абсолютного нуля. Чи може це бути доказом великого вибуху?
Фонове випромінювання приблизно в 3 0 До абсолютно однаково у всіх напрямах, тобто изотропно. Всесвіт складається з величезних порожніх просторів і гігантських скупчень галактик. Якщо випромінювання свідчить про минуле Всесвіту, то вона не повинна бути ізотропним. Саме через це невідповідності НАСА послала спеціальний супутник з метою більш точного вимірювання фонового випромінювання. І знову-таки виявилося, що випромінювання абсолютно однаково в усіх напрямках. Однак за допомогою багаторазового комп'ютерного посилення сигналу астрономи отримали, нарешті, довгоочікувану анізотропію. Різниця температур становила мільйонні частки градуса. 1 травня 1992 в журналі "Science" була надрукована стаття, в якій сказано, що різниця температур "знаходиться набагато нижче рівня шумів вимірювальних приладів".
Щось з нічого
Астроном Девід Дарлінг в статті в "New Scientist" застерігає: "Не дозволяйте тлумачам космології обдурити вас. У них теж немає відповідей на питання, хоча вони добряче попрацювали над тим, щоб переконати всіх у своїй компетентності ... Насправді ж пояснення того, як і звідки все почалося - до цих пір серйозна проблема. Не допомагає навіть звернення до квантової механіки. Або не існувало нічого, з чого все могло б початися - ні квантового вакууму, ні прегеометріческой пилу, ні часу, в якому могло відбуватися щось, ні яких би то не було фізичних законів, у відповідності з якими ніщо могло перетворитися на щось. Або ж існувало щось, і в цьому випадку воно вимагає пояснення ".
Перший Закон, про який ми вже говорили, говорить: не можна отримати що-небудь з нічого.
Згідно з другим законом термодинаміки порядок, спостережуваний в нашій Сонячній системі, не може бути наслідком вибуху. Вибух не веде до порядку.
Прихована холодна темна матерія
Величезна проблема теорії великого вибуху в тому, як передбачуване початкове випромінювання високої енергії, нібито розлітаючись в різні боки, могло об'єднатися в такі структури, як зірки, галактики і скупчення галактик. Ця теорія припускає наявність додаткових джерел маси, що забезпечують відповідні значення сили тяжіння. Матерія, виявити яку так і не вдалося, була названа Холодної темною матерією (ХТМ). Підрахували, що для утворення галактик необхідно, щоб така матерія становила 95-99% Всесвіту. Ця матерія те саме що новому поряд короля з казки Андерсена - усі говорять про нього, але ніхто не бачив.
Які тільки джерела ХТМ ні винаходилися. М. Хокінс у своїй книзі "Huntig down the Universe" (1997) припустив, що 99% всієї маси Всесвіту складають міні-чорні діри, кожна розміром з диван, що розкладається. Але якщо ці таємничі чорні дірочки утворилися в результаті згортання зірок, як передбачає теорія, вони навряд чи б могли бути причиною виникнення зірок - зірки утворюються тільки з зірок.
Ще один претендент на втрачене джерело тяжіння - извивающиеся смуги волокнистого речовини, що тягнуться в космосі на мільйони кілометрів, а також надважкі згустки енергії, що мають форму кренделі. Чи мають червоні карлики якесь відношення до шуканої гравітації? Ні, відповідають фахівці з космології, їх надто мало і щільність, яку вони мають, не настільки висока. До серпня 1997 року були зареєстровані тільки шість коричневих карликів, вірніше, лише про шість можна говорити з упевненістю. 30 квітня 1992 журнал "Nаture" написав: "Поза області космології, для якої вони і були винайдені, ні темна матерія, ні розширення всесвіту не мають що заслуговує на довіру підтримки".
Якщо матерія виникла завдяки випромінюванню високої енергії, породженому великим вибухом, одночасно з нею мало утворитися така ж кількість антиматерії Але якщо б це сталося, матерія й антиматерія анігілювали б один одного.
Народження і смерть зірочок
У Біблії сказано, що Творець завершив свою роботу в шість днів. Відповідно до теорії великого вибуху зірки народжуються і вмирають поперемінно. Вважається, що зірки формуються при згущенні пилових хмар. Оскільки цей процес займає мільйони років, як стверджують деякі вчені, ніхто не бачив, як народилася хоча б одна зірка Астрономи можуть показати на будь-яку туманність і заявити, що це і є протозірка. Але чи так це? З часом зірка згорає і починає стискатися власної гравітацією. У результаті відбувається вибух наднової. Подібне видовище можна було спостерігати в 1987 році, причому протягом декількох місяців. 4 липня 1054 згідно китайських літописів таке ж явище спостерігали в тому районі неба, де зараз знаходиться Крабоподібна туманність. Смерть і руйнування спіткає все існуюче, про це говорить. Другий закон термодинаміки. Зірки поділяються на три основні категорії: головна послідовність (як наше Сонце), червоні гіганти та білі карлики. Вважається, що зірка за мільйони років свого життя повинна пройти всі ці три стадії.
Діаграми, що відображають яскравість зірок в залежності від їх температури, ясно показують існування трьох типів зірок. Сіріус - найяскравіша з видимих ​​нами зірок і п'ята з найближчих до Землі. Навколо неї обертається тьмяна біла зірка-карлик. Але, судячи по записах хронік, всього півтори тисячі років тому ця зірка-супутник була червоним гігантом. Смерть і руйнування зірок, очевидно, процес не такий вже і повільний.
Розмір і вік Всесвіту
Відстані в космосі оцінюються за постійною Хаббла, співвідносні відстань і швидкість видалення. Тобто, щоб дізнатися відстань, ми використовуємо ту ж саму відстань! Говорячи про невизначеність значення цієї константи, редактор журналу "Nature" відзначив: "Прикро, що поки зберігаються розбіжності, фахівці з космології не будуть знати, як же ставитися до питань, наприклад, чи був великий вибух насправді".
Магнітні поля, виявлені у Ганімеда, Марса та інших планет, не піддаються поясненню, якщо обчислювати їх вік мільйонами років. Незважаючи на те, що питання про час накопиченні пилу на Місяці був кардинально переглянутий, до цих пір не вирішена проблема - чому все-таки на Місяці так мало пилу. Не вирішене питання і про нестабільність кілець Сатурна.
Антропний принцип
Ядро атома будь-якого хімічного елемента складається з протонів і нейтронів. За величиною протони трохи більше нейтронів. Якби протон важив на 0, 2% більше, він був би нестабільний і розпався б на нейтрон, позитрон і нейтрино. У ядрі атомів водню - один протон. Якби протон був нестабільний, не існували б ні зірки, ні вода, ні органічні молекули. Стабільність протона не є предметом природного відбору, значить, він повинен бути саме таким з самого початку. Притягає сила гравітації обернено пропорційна квадрату відстані R між масами. Якщо б це співвідношення не було таким надточним, Всесвіт не була б єдиним цілим.
Від Сонця Земля знаходиться на відстані, оптимальному для існування на нашій планеті життя. Швидкість обертання Землі; її океани і атмосфера; Місяць; масивний Юпітер, який відхиляє комети, що загрожують нашій планеті (як комета Шумейкер-Леві) своїм притяганням - все це служить підтримання життя на Землі. Схоже, що і Всесвіт, і Сонячна система, і Земля створені спеціально для людини. Наука визнає цей факт і називає його антропним принципом.
Те, що Творця не можна виявити та виміряти за допомогою наукових інструментів, аж ніяк не означає, що Його немає. Але це штовхає вчених на пошуки альтернативних пояснень. Один астроном припустив, що наш Всесвіт була створена казна-звідки взявся розумними істотами. Інший вважає, що Всесвіт - одна з мільярдів всесвітів, єдина, що має всі умови для існування життя ...
Сер Фред Хойл, відомий астроном, як-то писав: "Картина Всесвіту, утворення галактик і зірок, принаймні, як вона постає в астрономії, дивно нечітко, як пейзаж, видимий в тумані. Очевидно, що у вивченні космології втрачений один компонент, який передбачає розумний задум ".
Так чи був великий вибух? Схилення і фонове випромінювання не можуть служити переконливими доказами цього. Закони термодинаміки; гравітації і теорія інформації, тим не менш, дають досить однозначну відповідь. Ніякого вибуху не було.
Але ж можна врахувати, що якщо концепція про "Великий Вибух" вірна, то він мав би залишити в космосі свого роду "слід", "відлуння". Такий "слід" був виявлений. Простір Всесвіту виявилося пронизане радіохвилями міліметрового діапазону, розбігаються рівномірно в усіх напрямках. Це "реліктове випромінювання Всесвіту" і є що приходить з минулого слід надщільного, сверхраскаленного її стану, коли не було ще ні зірок, ні туманностей, а матерія являла собою дозвездную, догалактіческую плазму.
Теоретично концепція "розширення Всесвіту" була висунута відомим вченим А. А. Фрідманом в 1922-1924 роках. Десятиліття потому вона отримала практичне підтвердження в роботах американського астронома Е. Хаббла, який вивчав рух галактик. Хаббл виявив, що галактики стрімко розбігаються, слідуючи якомусь імпульсу, заданому в момент "Великого Вибуху". Якщо розбігання це не припиниться, буде тривати необмежено, то відстань між космічними об'єктами буде зростати, прагнучи до нескінченності. За розрахунками Фрідмана, саме так повинна була б проходити подальша еволюція Всесвіту. Однак за однієї умови - якщо середня щільність маси Всесвіту виявиться менше деякої критичної величини (ця величина складає приблизно три атома на кубічний метр). Якийсь час тому дані, отримані американськими астрономами з супутника, що досліджував рентгенівське випромінювання далеких галактик, дозволили розрахувати середню щільність маси Всесвіту. Вона виявилася дуже близька до тієї критичної маси, при якій розширення Всесвіту не може бути нескінченно.
Звернутися до вивчення Всесвіту за допомогою дослідження рентгенівських випромінювань довелося тому, що значна частина її речовини не сприймається оптично. Принаймні 50% маси нашої Галактики ми "не бачимо", писав журнал англійських вчених "New Scientist". Про це не сприймається нами речовині свідчать, зокрема, гравітаційні сили, які визначають рух нашої та інших галактик, рух зоряних систем. Речовина може існувати у вигляді "чорних дірок", маса яких становить сотні мільйонів мас нашого Сонця, у вигляді нейтрино або інших якихось невідомих нам форм. Не сприймаються, як і "чорні діри", корони галактик можуть бути, вважають деякі, в 5-10 разів більше маси самих галактик.
Припущення, що маса Всесвіту значно більше, ніж прийнято вважати, знайшло нове дуже вагоме підтвердження в роботах фізиків. Ними були отримані перші дані про те, що один з трьох видів нейтрино має масу спокою. Якщо решта нейтрино мають ті ж характеристики, то маса нейтрино у Всесвіті в 100 разів більше, ніж маса звичайної речовини, що знаходиться в зірках і галактиках.
Це відкриття дозволяє з більшою впевненістю говорити, що розширення Всесвіту триватиме лише до певного моменту, після якого процес звернеться назад - галактики почнуть зближуватися, стягуючи знову в якусь точку. Слідом за матерією буде стискатися в точку простір. Відбудеться те, що астрономи позначають сьогодні словами "схлопування Всесвіту".
Зауважимо ми чи, скажімо, мешканці інших світів, що існують у космосі, стиснення Всесвіту, початок страшного її повернення в початковий, первозданний хаос? Немає і ніколи. Занадто несумірні періоди життя розумних істот і навіть їх цивілізацій з епохами життя Всесвіту. Ми не можемо помітити повороту часу, який повинен буде статися, коли Всесвіт, досягнувши максимуму свого розбігу, почне стискатися.
Поворот плину часу, в масштабах Всесвіту, аналогічний подібному ж події, що відбувається на стискуваної, "колапсуючої" зірку. Умовні годинник, що знаходяться на поверхні такої зірки, спочатку повинні будуть уповільнити свій хід, потім, коли стиснення досягне критичного гравітаційного "горизонту подій", вони зупиняться. Коли ж зірка "провалиться" з нашого простору-часу, умовні стрілки на умовних годинах рушать у протилежний бік - час піде назад. Але всього цього сам гіпотетичний спостерігач, що перебуває на такій зірці, не помітить. Уповільнення, зупинку і зміна напряму часу міг би сприйняти тільки хтось спостерігає, що відбувається як би з боку, що знаходиться поза "колапсуючу" системи. Якщо наш Всесвіт єдина і немає нічого поза нею - ні матерії, ні часу, ні простору, - то не може бути і якогось погляду з боку, який міг би зауважити, коли час змінить хід і потече назад.
Деякі вчені вважають, що подія це в нашому Всесвіті вже сталося, галактики падають один на одного, і Всесвіт вступила в епоху своєї загибелі. Існують математичні розрахунки і міркування, що підтверджують цю думку. Прихильники цієї точки зору згадують у зв'язку з цим одне з "темних місць" Платона. У діалозі "Політик" Платон говорить про час, який колись раптово "потекло назад", про дивних космічних явищах, що супроводжували цю подію. Багато століть це повідомлення не піддавалося розшифровці, поки в сучасній космогонії не з'явилися дані, що дозволяють спробувати зрозуміти його з позицій сьогоднішнього знання.
Що відбудеться після того, як Всесвіт повернеться в якусь вихідну точку? Після цього почнеться новий цикл, відбудеться черговий "Великий Вибух", праматерия кинеться на всі боки, розсовуючи і творячи простір, знову виникнуть галактики, зоряні скупчення, життя. Така, зокрема, космологічна модель американського астронома Дж.Уіллера, модель поперемінно розширюється й "колапсуючу" Всесвіту.
Відомий математик і логік Курт Гедель математично обгрунтував те положення, що за певних умов наша Всесвіт дійсно повинна повертатися до своєї вихідної точки з тим, щоб потім знову зробити той же цикл, завершуючи його новим поверненням до вихідного свого стану. Цим розрахункам відповідає і модель англійського астронома П. Девіса, модель "пульсуючого Всесвіту". Але що важливо - Всесвіт Девіса включає в себе замкнуті лінії часу, інакше кажучи, час у ній рухається по колу. Число виникнень і загибелі, які переживає Всесвіт, нескінченно.
І знову - свідоцтва минулого. За тисячі років до того, як сучасне логічно витримане, раціональне знання прийшло до цієї картини світу, подібна вистава стійко присутнє у свідомості стародавньої людини. Всесвіт, писав шумерська філософ і жрець Бероуз (III ст.н.е.), періодично знищується і потім відтворюється знову. Зі стародавнього Шумеру ця концепція прийшла в еллінський світ, Рим, Візантію. Або, якщо згадати Біблію: «Все повертається на круги своя ...».
А як уявляє собі загибель Всесвіту сучасна космогонія? Відомий американський фізик С. Вайнберг описує це так. Після початку стиску протягом тисяч і мільйонів років не відбудеться нічого, що могло б викликати тривогу наших віддалених нащадків. Проте, коли Всесвіт стиснеться до 1 / 100 теперішнього розміру, нічне небо буде виливати на Землю стільки ж тепла, скільки сьогодні денний. Потім через 70 мільйонів років Всесвіт скоротиться ще в десять разів і тоді "наші спадкоємці та наступники (якщо вони будуть) побачать небо нестерпно яскравим". Ще через 700 років космічна температура досягне десяти мільйонів градусів, зірки і планети почнуть перетворюватися на "космічний суп" з випромінювання, електронів і ядер.
Після стиснення в точку, після того, що ми називаємо загибеллю Всесвіту (але що, може, зовсім і не є її загибель), починається новий цикл. Згадаймо про згадане вже реліктовому випромінюванні, Відлунні "Великого Вибуху", який породив наш Всесвіт. Випромінювання це, виявляється, приходить не лише з минулого, але і "з майбутнього"! Це відблиск "світової пожежі", що виходить від наступного циклу, в якому народжується нова Всесвіт. Температура реліктового випромінювання, що спостерігається сьогодні, на 3градуса вище абсолютного нуля. Це і є температура "електромагнітної зорі", що знаменує народження нового Всесвіту.
Реліктове випромінювання - тільки воно пронизує наш світ, приходячи як би з двох сторін - з минулого і прийдешнього? Тільки це? Матерія, складова світ, Всесвіт і нас, можливо, несе в собі якусь інформацію. Дослідники з часткою умовності, але говорять уже про "внутрішній досвід", свого роду "пам'яті" молекул, атомів, елементарних частинок. Атоми вуглецю, який побував у живих істотах "біогенні".
Коль скоро в момент сходження Всесвіту в точку матерія не зникає, то не зникає, незнищенна і інформація, яку вона несе. Наш світ заповнений нею, як він заповнений, матерією, складовою його. Всесвіт, що прийде на зміну нашої, чи буде вона її повторенням? Цілком можливо, відповідають деякі космологи. Зовсім не обов'язково, заперечують інші. Немає ніяких фізичних обгрунтувань, вважає, наприклад, доктор Р. Дік з Прінстонського університету, щоб кожного разу в момент утворення Всесвіту фізичні закономірності були ті ж, що і в момент початку нашого циклу. Якщо ж ці закономірності будуть відрізнятися навіть самим незначним чином, то зірки не зможуть згодом створити важкі елементи, включаючи вуглець, з якого побудована життя. Цикл за циклом Всесвіт може виникати і знищуватися, не зародили ні іскорки життя. Такою є одна з точок зору. Її можна було б назвати точкою зору "уривчастості буття". Воно переривчасто, навіть якщо в новій Всесвіту і виникає життя: ніякі нитки не пов'язують її з минулим циклом.
За іншою ж точки зору, навпаки, «Всесвіт пам'ятає всю свою передісторію, наскільки б далеко (навіть нескінченно далеко) в минуле вона ні йшла» ...
 
 
Висновок:
Невже фізики підірвуть Землю?
 
Визнані світові авторитети в космології, професор Аллен Гет з Массачусетського технологічного інституту і його колега Едвард Ленге з Стенфордського університету, прийшли до висновку, що вже сьогодні можна відтворити деякі умови, які існували при народженні нашого світу. І тим самим покласти початок ще однієї, альтернативного Всесвіту!
Шлях до створення такого ефекту в принципі простий, міркували володарі дум. Треба взяти якусь кількість речовини і стиснути його до межі, до тієї неймовірної щільності, при якій воно і може породити Великий вибух.
Однак нескладної така процедура виглядає, звичайно, тільки на папері. Яким способом домогтися настільки жахливого тиску, що воно дасть - перехід кількості в нову якість? Цього толком не знали тоді навіть самі автори ідеї. Вони вважали, що важливий вже сам по собі спонукальний поштовх.
Тим більше, що крім слів були й експериментальні установки. Едвард Ленге висловив ідею, що до цієї справи можна пристосувати найпотужніші з сучасних прискорювачів. Розігнати в них два зустрічних пучки часток та й зіштовхнути їх на страшній швидкості. У результаті розвинеться божевільний тиск, який ми ніяк не можемо отримати іншим способом, і ...
Чисто теоретична ідея, як то часом буває, з часом отримала підтримку з боку експериментаторів. І ось згідно із задумом теоретиків Брукхевенська лабораторії, в 4-кілометровому прискорювачі надпотужні магніти розганяють у вакуумі іони золота, які, зіткнувшись між собою, утворюють дрібні «крапельки» надщільний матерії з температурою в 10 тисяч разів більший, ніж в надрах Сонця. Саме тоді й виникнуть умови, які призвели 12 мільярдів років тому до Великого вибуху.
Подробиці цього досвіду описані в науковому журналі «CERN courier» восени 1999 року. Тут повідомляється, що в одному з двох кілець релятивістського коллайдера (прискорювача-сталкивателя) важких іонів RHIC в Брукхевені почалися експерименти з пучками ядер золота. Після випробування систем прискорення пучка установка була підготовлена ​​до експериментів з отримання кварк-глюонної плазми - стану речовини, в якому воно перебувало в перші миті після народження Всесвіту.
Далі, в листопаді 1999 року розпочалася програма наукових досліджень на RHIC. Однак ця новина викликала неоднозначну реакцію в наукових колах. У пресі розгорнулася жвава дискусія про можливі наслідки експерименту.
Джон Марбугер, директор Брукхвенской лабораторії, доручив комітету фізиків дослідити можливість катастрофічного лиха при реалізації цього проекту. Він вважає: існує ризик того, що ця установка може породити новий тип матерії з «дивних кварків» (так звані «strange quarks»), якихось субатомних частинок.
Фізики-теоретики з комітету прорахували можливість того, що може початися неконтрольована реакція по перетворенню всієї матерії в новий стан.
Вони навіть обговорили шанси, хай навіть малоймовірні, що зіштовхуються частки досягнуто такої високої щільності, що в результаті утворюється чорна діра.
Як вважають, чорні діри створюють у просторі надпотужні гравітаційні поля, що залучають всередину все навколишнє речовина. І якщо раптом такого роду чорна діра утворюється в лабораторії, то вся наша планета буде зруйнована, її речовина виявиться залученим в гравітаційну воронку.
Тим не менш, американські фізики все ж почали чергову серію експериментів. Щоправда, експеримент почали з отримання тільки лише пучка заряджених частинок усередині прискорювача, поки без спроби зіткнення зустрічних пучків. Усередині прискорювача з атомів золота «обдираються» зовнішні електрони і потім ядра прискорюються в двох кільцях діаметром 2, 4 милі кожне. При цьому частки знаходять швидкість, рівну 99,9% від швидкості світла.
У принципі, іони у двох кільцях можуть рухатися в різних напрямках. І коли два пучки виводять назустріч один одному, вони стикаються з жахливими швидкостями та енергіями. При цьому, за розрахунками фізиків повинна утворитися суперплотная матерія з температурою в трильйон градусів.
Таких умов у Всесвіті в даний час не існує навіть у глибинах великих зірок - вони були лише в момент народження Всесвіту при Великий Вибух, який, як вважають, мав місце 12-15 мільярдів років тому.
При таких параметрах ядра атомів «випаровуються» і створять плазму з частинок, які називають кварками і глюонами. Отримана кварк-глюонна плазма, що складається з частинок менших розмірів звичайного ядра, на думку експериментаторів, може викликати так званий злива народження інших частинок.
Серед цих частинок можуть утворюватися і так звані дивні кварки. Вони вже детектувати на деяких прискорювачах, але при цьому виявлялися завжди приєднані до інших частинок. Даний же коллайдер, на думку дослідників, здатний створити умови для виникнення відокремленого дивного кварка, що і було характерно в перші миті існування Всесвіту.
Ось ці дивні кварки і хотіли виявити в чистому вигляді дослідники Брукхвенской лабораторії. Адже тоді вони зможуть довести, що нині існуючі уявлення про народження Всесвіту є вірними. Томас Лудлам, директор проекту коллайдера RHIC, повідомив, що комітет підтримав проведення першого короткого експерименту по зіткненню пучків.
І хоча американські учасники експерименту впевнені в його безпеці, далеко не всі поділяють їх оптимізм. Наприклад, Джон Нельсон, професор ядерної фізики з Бірмінгемського університету, який очолює англійську команду в цьому проекті, зазначив, що хоча шанси нещасного випадку під час проведення експерименту на прискорювачі надзвичайно малі, але все-таки необхідно їх тверезо зважити й оцінити: «Існує небезпека можливого зникнення планети в одну мить. Дивно неправдоподібно, що може бути такий ризик, але я не можу довести зворотного ... ».
І все ж фізики не втрачають надії довести безпеку цього експерименту. Вони планують провести моделювання умов, відповідних моменту пуску годин життя Всесвіту за допомогою цього експерименту. Він готується колективом з 700 фахівців під керівництвом професора Нагамійа з Колумбійського університету. Крім усього іншого, учасники робіт сподіваються знайти пояснення загадки появи чорних дір, вибухів наднових зірок у Всесвіті.

Додаток:
Приблизна хронологія подій, що сталися з нульового моменту часу - початку розширення, представлена ​​нижче:
PRIVATEВремя з початку вибуху (сек.)
Температу ра (градуси Кельвіна)
Подія
Наслідки

0 - 5 * 10 -44
1,3 * 10 32
Ніяких достовірних відомостей немає

5 * 10 -44 - 10 -36
1,3 * 10 32 - 28 жовтня
Початок дії відомих фізичних законів, ера інфляційного розширення
Розширення Всесвіту продовжується і понині

10 -36 - 10 -4
Жовтня 1928 - 10 12
Ера проміжних бозонів, а потім - адронний ера, існування вільних кварків

10 -4
Жовтень 1912 - 10 10
Виникнення частинок і античастинок з вільних кварків, а також їх анігіляція, виникнення прозорості речовини для нейтрино
Виникнення баріонів асиметрії, поява нейтринного реліктового випромінювання
1-3 - 100-120
10 жовтня - 10 9
Перебіг ядерних реакцій синтезу ядер гелію та деяких інших легких хімічних елементів
Встановлення первинного співвідношення хімічних елементів
Між 300 тисячами - 1 мільйоном років
3000 - 4500
Завершення ери рекомбінації
Поява реліктового випромінювання і нейтрального газу
1 мільйон - 1 мільярд років
4500 - 1910
Розвиток гравітаційних неоднорідностей газу
Утворення зірок і галактик

Список використаної літератури:
  1. Карпенків С.Х. Основні концепції природознавства .- М.: Культура і спорт, ЮНИТИ, 1998.
  2. Загадки Всесвіту / Авт.-сост. С. Зігуненко - М.: Изд «Аст», 2000. - 352с.
  3. Видання Московського планетарію.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Астрономія | Реферат
63.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Вузлові питання теорії Великого Вибуху
Модель Великого вибуху і розширення Всесвіту
Походження Всесвіту Концепція Великого вибуху Властивості мегамі
Структура Великої історії Від Великого вибуху до сучасності
Походження Всесвіту Концепція Великого вибуху Властивості мегасвіту
Великі таємниці сучасного естествознанияПроисхождение і еволюція Всесвіту Концепція великого вибуху
Питання природознавства в теорії та практиці
Екзаменаційні питання з теорії систем
Зайнятість жінок питання теорії і практики
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru