Эволюция Вселенной - Реферат

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное агентство образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова»Человечество всегда интересовалось всем, что окутано тайнами, а самым большим вместилищем неизведанного является Вселенная. Вселенной является весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Поиск ответа на данный вопрос остается актуальным и в наше время, а проблема эволюции Вселенной занимает центральное место в естествознании. Современная астрономия не только открыла грандиозный мир галактик, но и обнаружила уникальные явления: расширение Метагалактики, космическую распространенность химических элементов, реликтовое излучение, свидетельствующие о том, что Вселенная непрерывно развивается. С эволюцией структуры Вселенной связано возникновение скоплений галактик, обособление и формирование звезд и галактик, образование планет и их спутников.Начиная со 2-го в. до н.э. прочно утвердились взгляды Птолемея, который утверждал, что неподвижная шарообразная Земля - центр Вселенной и все небесные светила движутся вокруг Земли. Коперник доказал, что Земля вместе с другими планетами движется вокруг Солнца. Небо же наклонилось на запад, поэтому все небесные светила движутся с востока на запад.И лишь в греческих колониях на западных берегах Малой Азии (Иония), на юге Италии и в Сицилии в четвертом веке до нашей эры началось бурное развитие науки, в частности, философии, как учения о природе. Он же высказал предположение, что Земля находится в центре мира, что вокруг нее обращается Луна, Солнце, далее утренняя звезда Венера, звезда Гермеса, звезды Ареса, Зевса и Кроноса. «Зона эфира» начинается около Луны и простирается вверх, тогда как ниже Луны находится мир четырех элементов Вот как описывает свое понимание мироздания сам Аристотель: «Солнце и планеты обращаются около Земли, находящейся неподвижно в центре мира.Примерно 15 млрд. лет отделяет нашу эпоху от начала процесса расширения Вселенной, когда вся наблюдаемая нами Вселенная была сжата в комочек, в миллиарды раз меньший булавочной головки. Это начальное состояние называется сингулярностью - точечный объем с бесконечной плотностью. Но если считать, что начальная стадия расширения Вселенной является областью, в которой господствуют квантовые процессы, то они должны подчиняться принципу неопределенности Гейзенберга, согласно которому вещество невозможно стянуть в одну точку. Причины возникновения такого начального состояния (или сингулярности - эту гипотезу и сегодня поддерживают многие ученые), а также характер пребывания материи в этом состоянии считаются неясными и выходящими за рамки компетенции любой современной физической теории. Итак, очевидно, что исходное состояние перед «началом» не является точкой в математическом смысле, оно обладает свойствами, выходящими за рамки научных представлений сегодняшнего дня.Тогда началась первая и полная драматизма эра в истории вселенной, ее называют “большим взрывом”.[24] Эволюцию Вселенной принято разделять на четыре эры: адронную, лептонную, фотонную и звездную. Первая эра называется адронной по имени тяжелых частиц. Состав Вселенной в начале этой эры очень сложный и представлен частицами столь высоких энергий, что экспериментально они еще не обнаружены. При громадных энергиях, процессах аннигиляции и рождения частиц, материю в адронную эру можно охарактеризовать как некую адронную плазму, представляющую бесформенную, довольно однородную смесь частиц, античастиц и излучения.[10]Доступная астрономическим наблюдениям современная Вселенная состоит на 99% из водорода и гелия, но в первоначальном плазмоподобном сгустке, не было ни водорода, ни гелия. Теория Большого взрыва утверждает, что от появления протовещества до образования ядер водорода и гелия прошло немногим более трех секунд. При температуре 1027 К, если только справедлива гипотеза Большого объединения, лептоны и кварки в сгустке свободно превращались друг в друга, то есть были неразличимы. Эти частицы исчезли после снижения температуры в ранней Вселенной, остатков их пока не найдено, ожидать, что такие частицы могут быть обнаружены, не приходится, так как подобных температур нет нигде в современной Вселенной. Также в протоны превращались свободные нейтроны, пока в конце концов отношение числа протонов к числу нейтронов не стало равно 8:1, оно сохранилось в дальнейшем и определило соотношение водорода и гелия во Вселенной.Согласно современным представлениям, присутствующие в межзвездной среде тяжелые элементы изготовлены в звездах типа красных гигантов. Желтые карлики типа нашего Солнца поддерживают свое состояние главным образом в результате термоядерной реакции, превращающей водород в гелий.

Оглавление

Введение

Глава 1. Понятие Вселенной и ее начало

1.1 Первые модели мира

1.2 Рождение Вселенной

Глава 2. Этапы эволюции вселенной

2.1 Ранний этап эволюции Вселенной

2.2 Структурная самоорганизация Вселенной

2.3 Возникновение и эволюция звезд

2.4 Образование Солнечной системы

2.5 Возникновение и эволюция планет

Глава 3. Теория Большого взрыва

3.1 Хронология событий в теории Большого Взрыва

3.2 Эпоха сингулярности

3.3 Эпоха инфляции

3.4 Эпоха охлаждения

3.5 Эпоха структуры (иерархическая эпоха)

3.6 Долгосрочные прогнозы относительно будущего Вселенной

3.7 История Теории Большого взрыва

3.8 Расширяющаяся Вселенная

3.9 Рождение и гибель Вселенной

Заключение

Глоссарий

Список использованной литературы