Вопросы и ответы к зачёту Концепции современного естествознания

Во второй модели Вселенная расширялась бесконечно, а пространство искривлено как поверхность седла и при этом бесконечно.

В третьей модели Фридмана пространство плоское и тоже бесконечное.

20. Концепция «Большого взрыва».

Теория  «Большого Взрыва» включает очень  интересное понятие — сингулярность. Сингулярности, как полагают, есть в  ядрах черных дыр. Черная дыра —  это область интенсивного гравитационного  давления. Это давление, в соответствии с теорией, настолько интенсивно, что вещество сжимается, пока у него не появляется бесконечная плотность. Эту бесконечную плотность и  называют сингулярностью. Наша Вселенная, как предполагают, началась как одна из этих бесконечно маленьких, бесконечно горячих и бесконечно плотных сингулярностей. Однако мы еще не подошли к самому Большому Взрыву. Большой Взрыв — это момент, в котором эта сингулярность внезапно «взорвалась» и начала расширяться и создала нашу Вселенную.

Момент  Большого Взрыва — это момент начала времени. После Большого Взрыва, но задолго до первой секунды (10^-43 секунды), космос переживает сверхбыстрое инфляционное расширение, увеличившись в 1050 раз за долю секунды.

Затем расширение замедляется, но первая секунда еще  не наступила (еще только 10^-32 секунды). В этот момент Вселенная представляет собой кипящий «бульон» (10²⁷ °C) из электронов, кварков и других элементарных частиц.

Быстрое остывание космоса (до 10¹³ °C) позволяет кваркам объединяться в протоны и нейтроны. Тем не менее первая секунда еще не наступила (еще только 10^-6 секунды).

На 3 минуте, слишком горячие для объединения  в атомы, заряженные электроны и  протоны препятствуют испусканию света. Вселенная представляет собой сверхгорячий туман (10⁸ °C).

Через 300 000 лет Вселенная остывает до 10 000 °C, электроны с протонами и  нейтронами образуют атомы, в основном водорода и гелия.

Спустя 1 млрд. лет после Большого Взрыва, когда температура Вселенной  достигла -200 °C, водород и гелий  формируют гигантские «облака», которые  впоследствии станут галактиками. Появляются первые звезды.

В течении последующего времени галактики объединяются в скопления. Первые звезды умирают, выбрасывая в космос тяжелые элементы, которые в итоге образуют новые звезды и планеты.

Большой Взрыв все еще движет пределы  нашей Вселенной — она продолжает расширяться и охлаждаться по сей день. Но то, что случилось в Большом Взрыве, который позволил нашей планете в конечном счете сформироваться — все еще тайна.

21. Возникновение Солнечной системы (гипотеза Х. Альвен и С.А. Аррениус).

Альвен и Аррениус отказались от традиционного допущения об образовании Солнца и планет из одного массива вещества в одном нераздельном процессе. Они считают, что сначала из газопылевого облака возникло первичное тело — звезда, а затем к нему из другого газопылевого облака, через которое по своей орбите двигалось Солнце, поступил материал для образования вторичных тел. Таким образом, к моменту, когда начали образовываться планеты, центральное тело системы уже существовало. К такому выводу исследователи пришли в результате многолетнего изучения изотопного состава вещества метеоритов, Солнца и Земли. При этом были обнаружены отклонения в изотопном составе ряда элементов, содержащихся в метеоритах и земных породах, от изотопного состава тех же элементов на Солнце. Это говорит о различном происхождении этих элементов. Отсюда следует, что основная масса вещества Солнечной системы поступила из одного газопылевого облака, и из него образовалось Солнце. Значительно меньшая часть вещества, не превышающая 0,15 массы Солнца, с другим изотопным составом поступила из другого газопылевого облака, и она послужила материалом для формирования планет и метеоритов. Если бы масса этого облака была больше, оно аккумулировалось бы не в систему планет, а в звездообразный спутник Солнца.

22. Структура Солнечной системы.

Солнечная система включает Солнце, девять планет со спутниками, а также пояс астероидов, кометы и метеориты. Солнце — звезда среднего размера, его радиус составляет около 700 тыс. км, температура на поверхности — около 6000°С. В настоящее время в составе Солнечной системы насчитывается девять планет, которые расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Между Марсом и Юпитером находится кольцо астероидов, которые движутся вокруг Солнца. Сейчас ученым известно около 2000 астероидов. Расстояние от центра Солнечной системы до последней ее планеты — Плутона — составляет примерно 5,5 световых лет. Помимо девяти крупных планет в Солнечной системе имеется огромное множество мелких спутников, называемых астероидами, кометами и метеорами. Большинство из них находится в поясе астероидов, между орбитами Марса и Юпитера.