Гаряча всесвіт (теорія)

Відео: Теорія великого вибуху

Теорія гарячого Всесвіту - теорія фізичних процесів у Всесвіті, що розширюється, по якій в минулому Всесвіт мав набагато більшу ніж сьогодні щільність матерії і дуже високу температуру. Першим цю теорію запропонував Джордж Гамов в 1948 для пояснення поширеності хімічних елементів і їх ізотопів.
На початку розширення Всесвіту при великій температурі в умовах термодинамічної рівноваги з речовиною повинно було знаходитися електромагнітне випромінювання. У міру розширення речовина і випромінювання охолоджуються, і до сьогоднішнього часу у Всесвіті має існувати низькотемпературне випромінювання (його називають "мікрохвильовим фоновим випромінюванням" або реліктовим випромінюванням), для якого речовина сьогоднішнього Всесвіту практично прозора. Існування у Всесвіті такого випромінювання, яке має температуру всього кілька кельвінів, було передбачено Джорджем Гамовим.
У 1964 р Дорошкевич А.Г. і Новиков І.Д. вперше розрахували широкий спектр щільності електромагнітного випромінювання від усіх джерел у Всесвіті, еволюціонує (включаючи радіогалактики і зірки) і показали, що в області сантиметрових і міліметрових хвиль інтенсивність реліктового випромінювання з температурою близько 1К і вище буде на багато порядків перевищувати випромінювання окремих джерел, і воно може бути експериментально виявлено. Реліктове випромінювання було експериментально відкрите Пензиас А. і Вільсоном Г. У 1965 році на довжині хвилі 7,3 см. Експериментальне спостереження реліктового випромінювання стало вирішальним фактором, який підтвердив справедливість гіпотези про високу вихідну температуру Всесвіту. Подальші дослідження показали, що реліктове випромінювання дійсно є рівноважним, як і передбачала теорія, і має температуру 2,7 К. У далекому минулому щільність випромінювання була більша за густину речовини. Дійсно, з розширенням Всесвіту енергія кожного кванта зменшується пропорційно його частоті через червоний зсув, тобто паралельно зі збільшенням просторових масштабів.
При дуже великій щільності і температурах всі процеси взаємодії часток протікають надзвичайно швидко, набагато швидше зміни фізичних умов в результаті розширення Всесвіту, і тому ми термодинамічну рівновагу між усіма сортами частинок (і їх античастинок), які можуть народжуватися при енергіях, відповідних даної температури.
При досягненні температури 4000 К протікає рекомбінація протонів і електронів, після чого рівновагу утвореної нейтральної речовини (водню і гелію) з випромінюванням порушилося - кванти випромінювання вже не мали необхідної для іонізації речовини енергії і проходили через нього, як через прозоре середовище. Температура відокремлено випромінювання продовжувала знижуватися і до нашої епохи склала величину близько 3 К. Таким чином, це випромінювання збереглося до сьогоднішнього дня як релікт від епохи рекомбінації і утворення нейтральних атомів водню і гелію.
В рамках теорії про гарячому Всесвіт є один делікатний момент пов`язаний з адіабатичним характером розширення Всесвіту. Справа в тому, що для адіабатичного розширення за замовчуванням необхідна "замкнута термодинамічна система". Звичайно можливі адіабатичні процеси і для незамкнутих систем, які протікають досить швидко (зменшення температури Всесвіту до 4000 К раз і підходять до цього типу процесів). Однак подальший процес зменшення температури Всесвіту від 4000 К до сьогоднішнього значення 2,7 До протікав майже 15 млрд років, і тому за замовчуванням вимагав замкненості Всесвіту, про що в сучасних теоріях навіть не згадується.
Другий неприємний момент пов`язаний з тим, що температура 2,7 До пов`язана з т.зв. "Близьким горизонтом", причому щільність реліктового випромінювання порядку 4.10 -13 ерг / см 3. Однак швидкість світла постійна, і тому електромагнітні хвилі з далекого горизонту "несуть нам інформацію про минуле. На краю Всесвіту з минулого, яка відступає від сучасності майже на 15 млрд років. Тому природним чином виникає тривіальне питання, чому і ці фотони реліктового випромінювання також мають температуру 2,7 К, а не наприклад 4000К? Зазвичай їх щільність буде значно менше ніж для "ближнього горизонту", але вони повинні бути. Невже і вони " старий ють "синхронно з роширенням Всесвіту. Тоді виникає питання чому це" старіння "чітко синхронізується з" старінням "фотонів" Близького горизонту "?

Квазари і пульсари - самі смертоносні об`єкти у Всесвіті

Увага, тільки СЬОГОДНІ!