-
Use Cases
-
Resources
-
Pricing
Строение и развитие Вселенной (2019)
Строение и развитие Вселенной (2019)
200000 BC
% complete
В современном понятии вмещают все, что существует во Вселенной – наша система, Млечный Путь и прочие структуры. Также сюда входят все виды энергии, пространство-время и физические законы.Теория Большого Взрыва (модель горячей Вселенной)
Пожалуй, самая распространенная и наиболее признанная модель происхождения нашей Вселенной. Отвечает на вопрос — каким образом образовались химические элементы и почему распространённость их именно такая, какая сейчас наблюдается.
Согласно этой теории, около 14 миллиардов назад, пространства и времени не было, а вся масса вселенной была сосредоточена в крохотной точке с невероятной плотностью – в сингулярности. Однажды из-за возникшей в ней неоднородности, произошел так называемый Большой Взрыв. И с тех пор Вселенная постоянно расширяется и остывает.Первые 10-43 секунды после Большого Взрыва называют этапом квантового хаоса. Природа мироздания на этом этапе существования не поддается описанию в рамках известной нам физики. Происходит распад непрерывного единого пространства-времени на кванты.
Спустя 10 000 лет энергия вещества постепенно превосходит энергию излучения и происходит их разделения. Вещество начинает доминировать над излучением, возникает реликтовый фон.Также разделение вещества с излучением значительно усилило изначальные неоднородности в распределении вещества, в результате чего начали образовываться галактики и сверхгалактики. Законны Вселенной пришли к тому виду, в котором мы наблюдаем их сегодня.
Вселенная возникла из космологической сингулярности.
190900 BC
% complete
Согласно этой теории, около 14 миллиардов назад, пространства и времени не было, а вся масса вселенной была сосредоточена в крохотной точке с невероятной плотностью – в сингулярности. Однажды из-за возникшей в ней неоднородности, произошел так называемый Большой Взрыв. И с тех пор Вселенная постоянно расширяется и остывает.Первые 10-43 секунды после Большого Взрыва называют этапом квантового хаоса. Природа мироздания на этом этапе существования не поддается описанию в рамках известной нам физики. Происходит распад непрерывного единого пространства-времени на кванты.
Спустя 10 000 лет энергия вещества постепенно превосходит энергию излучения и происходит их разделения. Вещество начинает доминировать над излучением, возникает реликтовый фон.Также разделение вещества с излучением значительно усилило изначальные неоднородности в распределении вещества, в результате чего начали образовываться галактики и сверхгалактики. Законны Вселенной пришли к тому виду, в котором мы наблюдаем их сегодня.
180000 BC
% complete
Реликтовое излучение – это фоновое микроволновое излучение, одинаковое во всех направления и имеет спектр, характерный для абсолютно черного тела при температуре ~ 2.7 K.
170000 BC
% complete
Между 380 000 лет и 550 млн лет после Большого взрыва. Вселенная
заполнена водородом и гелием, реликтовым излучением, излучением
атомарного водорода на волне 21 см. Звёзды, квазары и другие яркие
источники отсутствуют.
160500 bc
% complete
Реионизация (эпоха реионизации, повторная ионизация, вторичная
ионизация водорода) — часть истории Вселенной (эпоха) между 550 млн лет
и 800 млн лет после Большого Взрыва (примерно). Реионизации
предшествуют тёмные Века. А после неё — текущая эра вещества.
Образуются первые звёзды (звёзды населения III), галактики, квазары,
скопления и сверхскопления галактик. Реионизация водорода светом звёзд и
квазаров. Скорость реионизации зависела от темпов формирования объектов
во Вселенной. За счёт гравитационного притяжения вещество во Вселенной
начинает распределяться по обособленным скоплениям («кластерам»). По
всей видимости, первыми плотными объектами в тёмной Вселенной были
квазары. Затем начали образовываться ранние формы галактик и
газопылевых туманностей. Начинают образовываться первые звёзды, в
которых происходит синтез элементов тяжелее гелия. В астрофизике любые
элементы тяжелее гелия называют «металлами».
11 июля 2007 года Ричард Эллис (Калифорнийский технологический
институт) на 10-метровом телескопе Кеск II обнаружил 6 звёздных
скоплений, которые образовались 13,2 миллиардов лет тому назад. Таким
образом, они возникли, когда Вселенной было только 500 миллионов лет.
155000 BC
% complete
Звездообразование — астрофизический термин, обозначающий
крупномасштабный процесс в галактике, при котором массово начинают
формироваться звезды из межзвездного газа. Спиральные ветви, общая
структура галактики, звёздное население, светимость и химический состав
межзвёздной среды — все это результат данного процесса.
Размер области, охваченной звездообразованием, как правило, не превышает
100 пк. Однако встречаются комплексы со вспышкой звездообразования,
называемые сверхассоциациями, размерами сопоставимые с неправильной
галактикой.
В нашей и нескольких ближайших галактиках возможно непосредственное
наблюдение процесса. В таком случае признаками происходящего
звездообразования являются:
• наличие звёзд спектральных классов О-В-А и связанных с ними
объектов (области НИ, вспышки новых и сверхновых звёзд);
• инфракрасное излучение, как от нагретой пыли, так и от самих
молодых звёзд;
• радиоизлучение газопылевых дисков вокруг формирующихся и
новорождённых звёзд;
• доплеровское расщепление молекулярных линий во вращающемся
диске вокруг звёзд;
• доплеровское расщепление молекулярных линий тонких быстрых
струй (джетов), вырывающихся из этих дисков (с их полюсов) со
скоростью примерно 100 км/с;
• наличие ассоциаций, скоплений и звёздных комплексов с массивными
звёздами (массивные звёзды почти всегда рождаются большими
группами);
• наличие глобул.
С увеличением расстояния уменьшается и видимый угловой размер объекта,
и, начиная с некоторого момента, разглядеть отдельные объекты внутри
галактики не представляется возможным. Тогда критериями протекающего в
далёких галактиках звездообразования служат:
• высокая светимость в эмиссионных линиях, в частности, в На;
• повышенная мощность в ультрафиолетовой и голубой части спектра, за
которую непосредственно отвечает излучение массивных звёзд;
• повышенное излучение на длинах волн вблизи 8 мкм (ИК диапазон);
• повышенная мощность теплового и синхротронного излучения в
радиодиапазоне;
• повышенная мощность рентгеновского излучения, связанная с горячим
газом.
В общем виде процесс звездообразования можно разделить на несколько
этапов: формирование крупных газовых комплексов (с массой 107 МО),
появление в них гравитационно связанных молекулярных облаков,
гравитационное сжатие наиболее плотных их частей до возникновения звёзд,
нагрев газа излучением молодых звёзд и вспышки новых и сверхновых, уход
газа.
Чаще всего области звездообразования можно найти:
• в ядрах крупных галактик,
• на концах спиральных рукавов,
• на периферии неправильных галактик,
• в наиболее яркой части карликовой галактики.
Звездообразование является саморегулирующимся процессом: после
формирования массивных звёзд и их короткой жизни происходит ряд
мощных вспышек, уплотняющих и нагревающих газ. С одной стороны,
уплотнение приводит к ускорению сжатия сравнительно густых облачков
внутри комплекса, но с другой стороны нагретый газ начинает покидать
область звездообразования, и чем больше его нагревают, тем быстрее он
уходит.Наиболее массивные звёзды живут сравнительно недолго — несколько
миллионов лет. Факт существования таких звёзд означает, что процессы
звёздообразования не завершились миллиарды лет назад, а имеют место и в
настоящую эпоху.
Звёзды, масса которых многократно превышает массу Солнца, большую
часть жизни обладают огромными размерами, высокой светимостью и
температурой. Из-за высокой температуры они имеют голубоватый цвет, и
поэтому их называют голубыми сверхгигантами. Такие звёзды, нагревая
окружающий межзвёздный газ, приводят к образованию газовых
туманностей. За свою сравнительно короткую жизнь массивные звезды не
успевают сместиться на значительное расстояние от места своего
возникновения, поэтому светлые газовые туманности и голубые
сверхгиганты могут рассматриваться в качестве индикаторов тех областей
Галактики, где недавно происходило или происходит и сейчас образование
звезд.
Молодые звёзды распределены в пространстве неслучайным образом.
Существуют обширные области, где они совсем не наблюдаются, и районы,
где их сравнительно много. Больше всего голубых сверхгигантов
наблюдается в области Млечного Пути, то есть вблизи плоскости Г алактики,
там, где концентрация газопылевого межзвёздного вещества особенно
высока.
Но и вблизи плоскости Г алактики молодые звёзды распределены
неравномерно. Они почти никогда не встречаются поодиночке. Чаще всего
эти звезды образуют рассеянные скопления и более разреженные звёздные
группировки больших размеров, названные звёздными ассоциациями,
которые насчитывают десятки, а иногда и сотни голубых сверхгигантов.
Самые молодые из звёздных скоплений и ассоциаций имеют возраст менее
10 млн лет. Почти во всех случаях эти молодые образования наблюдаются в областях повышенной плотности межзвёздного газа. Это указывает на то, что
процесс звёздообразования связан с межзвёздным газом.
Примером области звёздообразования является гигантский газовый комплекс
в созвездии Ориона. Он занимает на небе практически всю площадь этого
созвездия и включает в себя большую массу нейтрального и молекулярного
газа, пыли и целый ряд светлых газовых туманностей. Образование звёзд в
нём продолжается и в настоящее время.
150000 BC
% complete
Ясности в том, какие процессы идут при формировании планет и какие из
них доминируют, до сих пор нет. Обобщая наблюдательные данные, можно
утверждать лишь то, что:
• Они образуются ещё до момента рассеяния протопланетного диска.
• Значительную роль в формировании играет аккреция.
• Обогащение тяжелыми химическими элементами идет за счет
планетезималей.
Таким образом, отправная точка всех рассуждений о пути формирования
планет — газопылевой (протопланетный) диск вокруг формирующейся
звезды. Сценариев, как из него получились планеты, существует два типа:
1. Доминирующий на данный момент — аккреционный. Предполагает
формирования из первоначальных планетозималей.
2. Второй полагает, что планеты сформировались из первоначальных
«сгущений», впоследствии сколлапсировавших.
Окончательно формирование планеты прекращается, когда в молодой звезде
зажигаются ядерные реакции и она рассеивает протопланетный диск, за счет
давления солнечного ветра, эффекта Пойнтинга — Робертсона и прочих.
145000 BC
% complete
Раньше считалось, что все планеты сформировались приблизительно на тех
орбитах, где находятся сейчас, однако в конце XX — начале XXI века эта
точка зрения радикально изменилась. Сейчас считается, что на заре своего
существования Солнечная система выглядела совсем не так, как она
выглядит сейчас. По современным представлениям, внешняя Солнечная
система была гораздо компактнее по размеру, чем сейчас, пояс Койпера был
гораздо ближе к Солнцу, а во внутренней Солнечной системе помимо
доживших до настоящего времени небесных тел существовали и другие
объекты, по размеру не меньшие чем Меркурий.
120000 BC
% complete
Согласно теории Большого взрыва, дальнейшая эволюция зависит от
экспериментально измеримого параметра — средней плотности вещества в
современной Вселенной. Если плотность не превосходит некоторого
(известного из теории) критического значения, Вселенная будет расширяться
вечно, если же плотность больше критической, то процесс расширения когда-
нибудь остановится и начнётся обратная фаза сжатия, возвращающая к
исходному сингулярному состоянию. Современные наблюдательные данные
показывают, что средняя плотность в пределах экспериментальной
погрешности (доли процента) равна критической
Есть ряд вопросов, на которые теория Большого взрыва ответить пока не
может, однако основные её положения обоснованы надёжнымиэкспериментальными данными, а современный уровень теоретической
физики позволяет вполне достоверно описать эволюцию такой системы во
времени, за исключением самого начального этапа — порядка сотой доли
секунды от «начала мира». Для теории важно, что эта неопределенность на
начальном этапе фактически оказывается несущественной, поскольку
образующееся после прохождения данного этапа состояние Вселенной и его
последующую эволюцию можно описать вполне достоверно.
200000
% complete
Наше мироздание началось с маленькой точки. Быстрое развитие и расширение границ привело к образованию необъятных космических просторов. Но, будет ли остановлено расширение? Возможен ли обратный вариант развития, то есть сжатия в ту же исходную плотную точку?
В 1990-х годах, специалисты пришли к выводу, что реальны два варианта будущего Вселенной.
“Сжатие” космических просторов возможно! При достижении максимальных размеров, она может разрушиться. Плотность черной материи может достичь критических показателей, из-за чего будет сжиматься.
Также, существует предположение, что причиной разрушения мироздания могут стать черные дыры. Все звездные скопления могут прекратить передачу энергии и преобразоваться в черные дыры. Если температура космического пространства приблизиться к нулю, возможно их испарение. В результате чего, все разрушиться и наступит логичный конец.
Мишкина Арина
Косницкая Варвара
Трепов Илья
Сурженко Елизавета
Кан Дмитрий
Группа 02С-1181