Космологічні моделі Всесвіту

Моделі Всесвіту, як і будь-які інші, будуються на основі тих теоретичних уявлень, які існують тепер у космології. Сучасна космологія виникла після появи загальної теорії відносності й тому її на відміну від колишньої, класичної, називають релятивістською. Емпіричною базою для неї послужили відкриття позагалактичної астрономії, найважливішим з яких, безсумнівно, було виявлення явища «разбігання» галактик. В 1929 р. американський астроном Едвін П. Хаббл (1889-1953) установив, що світло, що йде від далеких галактик, зміщається убік червоного кінця спектра. Це явище, що одержало назву червоного зсуву, відповідно до принципу Допплера свідчило про видалення галактик від спостерігача.

Оскільки релятивістська космологія сформувалася на основі ідей і принципів загальної теорії відносності, то на першому етапі вона приділяла головну увагу геометрії Всесвіту й, зокрема, кривизні чотирьохмірного простору - часу.

Новий етап її розвитку був пов'язаний з дослідженнями російського вченого Олександра Олександровича Фрідмана (1888-1925), якому вдалося вперше теоретично довести, що Всесвіт, заповнений речовиною, що тяжіє, не може бути стаціонарної, а повинна періодично розширюватися або стискуватися. Цей принципово новий результат знайшов своє підтвердження після виявлення Хабблом червоного зсуву, що було витлумачено як явище «разбіганні» галактик. У зв'язку із цим на перший план висуваються проблеми дослідження розширення Всесвіту визначення її віку по тривалості цього розширення.

Нарешті, початок третього періоду розвитку космології пов'язане з роботами відомого американського фізика Георгія А. Гамова (1904-1968), росіянина за походженням. У них досліджуються фізичні процеси, що відбувалися на різних стадіях Всесвіту, що розширюється.

Всі ці особливості розвитку космології знайшли відбиття в різних моделях Всесвіту. Загальним для них є уявлення про нестаціонарний ізотропний і однорідний характер його моделей.

Нестаціонарність означає, що Вселена не може перебувати в статичному, незмінному стані, а повинна або розширюватися, або стискуватися. «Разбігання» галактик, очевидно, свідчить про її розширення, хоча існують моделі, у яких спостережуване в цей час розширення розглядається як одна з фаз так званої пульсуючої Вселеної, коли слідом за розширенням відбувається її стиск.

Ізотропність указує на те, що у Всесвіті не існує яких-небудь виділених крапок і напрямків, тобто її властивості не залежать від напрямку

Однорідність характеризує розподіл у середньому речовини у Всесвіті.

Останні твердження часто називають космологічним постулатом. До нього додають також правдоподібна вимога про відсутність у Всесвіті сил, що перешкоджають силам тяжіння. При таких припущеннях моделі виявляються найбільш простими. У їхній основі лежать рівняння загальної теорії відносності Ейнштейна, а також уявлення про кривизну простору - часу й зв'язку цієї кривизни із щільністю маси речовини. Залежно від кривизни простору розрізняють:

- відкриту модель, у якій кривизна негативна або дорівнює нулю,

- замкнуту модель із позитивною кривизною. Відстані між скупченнями галактик згодом безупинно збільшуються, що відповідає нескінченному Всесвіту. У замкнутих моделях Всесвіт виявляється кінцевої, але настільки ж необмеженої, тому що, рухаючись по ній, не можна досягти якої-небудь границі.

Подібні статті

Характеристика антитіл та імуноглобулінів
Імуноглобуліни (антитіла) мають здатність специфічно з'єднуватись з антигеном і є найважливішими молекулами імунологічної системи. Тому докладне вивчення їх будови, властивостей і утворення є передумовою розуміння імунологічних механізмів. ...

Геоботанічне районування України
Докладний аналіз різних факторів, що впливають на живі організми та угруповання їх, здійснюється в курсах екології та окремих біологічних дисциплін (ботаніки, зоології). Усі вони можуть виступати стосовно виду, що розселяється, або як пози ...