Temná hmota a temná energia vo vesmíre. 2. Rozšírenie vesmíru

Temná hmota a temná energia vo vesmíre

Valery Anatolyevich Rubakov,
Inštitút pre jadrový výskum, RAS, Moskva, Rusko

Prezentácia prednášky (pdf, 2 MB)

Stiahnuť video (avi): Časť 1 (180 MB), Časť 2 (210 MB), Časť 3 (250 MB)

  • 1. Úvod
  • 2. Rozšírenie vesmíru
  • 3. Vesmír v minulosti
  • 4. Rovnováha energií v modernom vesmíre
  • 5. Tmavá hmota
  • 6. Tmavá energia
  • 7. Záver

2. Rozšírenie vesmíru

Existuje niekoľko faktov, ktoré hovoria o vlastnostiach vesmíru dnes av pomerne nedávnej minulosti.

Obr. 2

Vesmír ako celok uniforma: všetky oblasti vo vesmíre vyzerajú rovnako. Samozrejme, toto sa nevzťahuje na malé oblasti: existujú oblasti, kde je veľa hviezd – to sú galaxie; tam sú oblasti, kde je veľa galaxií – zhluky galaxií; tam sú oblasti, kde je niekoľko galaxií – to sú gigantické prázdne miesta. Oblasti s 300 miliónmi svetelných rokov a viac vyzerajú rovnako. To jasne naznačujú astronomické pozorovania, ktoré vyústili do "mapy" vesmíru na vzdialenosti asi 10 miliárd svetelných rokov od nás.1, Treba povedať, že táto "mapa" slúži ako zdroj najdôležitejších informácií o modernom vesmíre, pretože nám umožňuje určiť na kvantitatívnej úrovni presne, ako sa hmota distribuuje vo vesmíre.

na Obr. 2 zobrazí sa fragment tejto mapy2pokrývajúci relatívne malý objem vesmíru. Je vidieť, že vo vesmíre sú štruktúry pomerne veľkej veľkosti, ale vo všeobecnosti sú galaxie v ňom rovnomerne rozptýlené.

Vesmír expanduje: Galaxie sa od seba vzďaľujú. Priestor je roztiahnutý vo všetkých smeroch a čím ďalej od nás táto alebo tá galaxia, tým rýchlejšie sa od nás odvráti. Dnes je tempo tejto expanzie malé: všetky vzdialenosti sa zdvojnásobia3 asi 15 miliárd rokov, ale skôr bola rýchlosť rozširovania oveľa väčšia. Hustota hmoty vo vesmíre klesá s časom av budúcnosti bude vesmír čoraz viac zriedkavý. Naopak, predtým, ako bol vesmír oveľa hustší, ako je teraz. "Začervenanie" svetla vyžarovaného vzdialenými galaxami alebo jasnými hviezdami priamo naznačuje expanziu vesmíru: kvôli všeobecnému rozťahovaniu priestoru sa vlnová dĺžka svetla zväčšuje, keď letí smerom k nám. Tento jav bol založený v roku 1927 E. Hubbleom a slúžil ako pozorný dôkaz expanzie vesmíru, predpovedal tri roky skôr Alexander Friedman.

Je pozoruhodné, že moderné pozorovacie údaje nám umožňujú merať nielen rýchlosť rozširovania vesmíru v súčasnosti, ale aj sledovať tempo jeho rozširovania v minulosti. Budeme hovoriť o výsledkoch týchto meraní ao ďalekosiahlych záveroch, ktoré z nich vyplývajú. Tu hovoríme o nasledujúcich skutočnostiach: samotná skutočnosť expanzie vesmíru spolu s teóriou gravitácie – všeobecnou teóriou relativity – naznačuje, že vesmír bol v minulosti extrémne hustý a veľmi rýchlo sa rozširoval. Ak vysledujeme vývoj vesmíru späť do minulosti, s použitím známych zákonov fyziky, dospejeme k záveru, že tento vývoj sa začal od okamihu Veľkého tresku; v tejto chvíli bola vec vo vesmíre taká hustá a gravitačná interakcia bola taká silná, že známe zákony fyziky boli nepoužiteľné. Odvtedy uplynulo 14 miliárd rokov, to je vek moderného vesmíru.

Vesmír je "teplý": obsahuje elektromagnetické žiarenie charakterizované teplotou T = 2.725 stupňov Kelvina (reliktné fotóny, ktoré dnes predstavujú rádiové vlny). Samozrejme, že táto teplota dnes nie je vysoká (pod teplotou tekutého hélia), ale v minulosti tomu tak nebolo.V procese rozširovania sa vesmír ochladzuje, takže v počiatočných štádiách jeho vývoja bola teplota, ako aj hustota hmoty oveľa vyššia ako dnes. V minulosti bol vesmír horúci, hustý a rýchlo sa rozširujúci.


1 Rozsah tejto úlohy je dokázaný nasledujúcim obrázkom: prieskum SDSS, ktorý v súčasnosti prebieha, už pokrýva viac ako 300 tisíc galaxií, pre ktoré sa meria smer aj vzdialenosť.

2 Prehľad Las Campanas, polovice 90. rokov.

3 Samozrejme, to neplatí pre vzdialenosť od Zeme k Slnku alebo vzdialenosť medzi hviezdami v Galaxii: Zem je držaná blízko Slnka gravitačnou atrakciou a vzdialenosť od Slnka k Slnku sa nemení kvôli rozšíreniu Vesmíru.


Like this post? Please share to your friends:
Temná hmota a temná energia vo vesmíre ">
Pridaj komentár

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: