Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Всесвіт



План:


Введення

Великомасштабна структура Всесвіту як вона виглядає з нашої Галактики за даними огляду SDSS. Яскравість кожної точки відображає щільність розподілу галактик в даному напрямку в послідовно змінюються перетинах постійної товщини 10 Мпк, так що лінійний масштаб зображення зростає у міру переходу до більш віддаленим верствам - тому розмір структур, як здається, падає. Тривалий яскрава пляма в нижній частині картини - Велика стіна Слоуна. Версія з великою роздільною здатністю - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Universe_Large-Scale.gif.
Розрахункова структура Всесвіту за даними Millennium simulation. Зазначене білою лінією відстань складає близько 141 млн світлових років. Жовтим позначена матерія, фіолетовим - спостерігається лише побічно темна матерія. Кожна жовта точка являє собою одну галактику.

Всесвіт - фундаментальне поняття астрономії, включає в себе весь навколишній світ [1] [2] [3]. На практиці під Всесвіту часто розуміють частину матеріального світу, доступну вивченню природно-науковими методами [4].

Дане на початку визначення можна поділити на дві сутності: умоглядну ( філософську) і якусь матеріальну, доступну спостереженнями в даний час або в осяжному майбутньому. Якщо автор розрізняє ці сутності, то слідуючи традиції, першу називають Всесвіту, а другу - астрономічної Всесвіту або Метагалактикою (останнім часом цей термін практично вийшов з ужитку).

В історичному плані для позначення "всього простору" використовувалися різні слова, включаючи еквіваленти і варіанти з різних мов, такі як "небесна сфера", "космос", "мир". Використовувався також термін "макрокосмос", хоча він призначений для визначення систем великого масштабу, включаючи їх підсистеми і частини. Аналогічно, слово "мікрокосмос" використовується для позначення систем малого масштабу в складі набагато більшої системи, частиною якої є вихідна система.

Будь-яке дослідження, будь-яке спостереження, будь то спостереження фізика за тим, як розколюється ядро ​​атома, дитину за кішкою, або астронома, провідного спостереження за далекій-далекій галактикою - все це спостереження за Всесвіту, вірніше, за окремими її частинами. Ці частини служать предметом вивчення окремих природничих наук, а Всесвіту в максимально великих масштабах, і навіть Всесвіту як єдиним цілим займаються астрономія і космологія. Саме ці аспекти знань про Всесвіт становлять предмет даної статті.


1. Етимологія

В російською мовою слово Всесвіт є запозиченням з старослов'янської в'сєлена ꙗ [5], що є калькою давньогрецького слова ойкумена [6] ( др.-греч. οἰκουμένη ), Від дієслова οἰκέω "Населяють, живу" і в першому значенні мало сенс лише населеної частини світу. Російське слово Всесвіт тому родинно іменника "вселення" і лише співзвучно означальними займенників "все". Саме загальне визначення для "Всесвіту" серед давньогрецьких філософів, починаючи з піфагорійців, було τὸ πᾶν (Усі), що включало в себе як всю матерію ( τὸ ὅλον ), Так і весь космос ( τὸ κενόν ).


2. Зовнішність Всесвіту

Зовнішність Всесвіту формується безліччю процесів, різних як за своєю природою, так і за масштабами, в яких вони відбуваються. Найбільший з них - це розширення Всесвіту [джерело не вказано 97 днів]. Його визначає гравітаційна взаємодія всіх існуючих об'єктів.

Ще одним явищем, яке можна порівняти за масштабом з розміром Всесвіту, можна назвати реліктовий фон [джерело не вказано 97 днів]. Він утворений фотонами, випущені в епоху, коли світло гарячого Великого вибуху практично перестав взаємодіяти з матерією, відокремився від неї. Зараз через розширення Всесвіту з видимого діапазону більшість цих фотонів перейшли в мікрохвильової радіодіапазон.

Гравітація також відповідальна за утворення складних великомасштабних структур: увійшовши, сверхскоплений, скупчень, локальних груп галактик, галактик лінзовідних, неправильних, еліптичних і спіральних, галактик з активними ядрами і так далі [джерело не вказано 97 днів]. Кожна така структура утворює поле, на якому розгортаються різні процеси. Всі разом вони визначають еволюцію окремої галактики - базового процесу в морфологічної та хімічної еволюції Всесвіту. Основну роль на масштабах поменше грають зоряні скупчення, зоряні системи різної кратності і, нарешті, окремі зірки.

На схемі нижче представлений комплекс процесів, що формують еволюцію галактики.

Process in) galaxy.png

У центрі діаграми представлені важливі етапи еволюції однієї зірки, від її формування до смерті. Їх хід малозавісім від того, що коїться з усією галактикою в цілому [джерело не вказано 97 днів]. Однак, загальне число знову утворюються зірок і їх параметри схильні до значного зовнішнього впливу. Процеси, масштаби яких порівнянні або більше розміру галактики (на діаграмі це всі інші, що не ввійшли в центральну область), змінюють морфологічну структуру, темп зореутворення, а значить і швидкість хімічної еволюції, спектр галактики і т. д.

Всі ці процеси протікають в кожній галактиці, а разом вони визначають еволюцію Всесвіту. Характерний час цієї еволюції становить сотні мільйонів років. Набагато складніше визначити вік Всесвіту: можна, прийнявши якусь модель розширення, проекстраполіровать його до нульового розміру, можна поспостерігати найстаріший об'єкт і визначити його вік, але це буде лише нижньою межею оцінки віку Всесвіту, необхідно враховувати час, який пішов на формування спостережуваного об'єкта. [джерело не вказано 70 днів]


3. Спостереження

Інформація, якою володіє людство про Всесвіт, як про єдине ціле - результат астрономічних спостережень. І якщо у більшості природних наук різноманітність джерел інформації нічим не обмежена, то у астронома, в переважній кількості випадків, він один - електромагнітне випромінювання. Щодо властивостей Всесвіту не так багато [джерело не вказано 70 днів] однозначно інтерпретуються фактів. Серед них:

На даний момент ( 2011) основні зусилля астрономів, що працюють в спостережної космології, прикладаються у двох областях:

  • історія розвитку Всесвіту від ранніх етапів і до наших днів;
  • космологічна шкала відстаней і пов'язане з нею явище розширення Всесвіту. [джерело не вказано 70 днів]

3.1. Шкала відстаней і космологічне червоне зміщення

Шкала відстаней - це цілий комплекс завдань з вимірювання відстаней до різних об'єктів. Ми звикли, що на Землі, та і в Сонячній системі, відстань - це параметр, який треба підставити, щоб щось знайти. Але на космологічних масштабах відстань перестає бути просто параметром. Суть закону, сформульованого Едвіном Хабблом, нині носить його ім'я:

  1. лінії поглинання в спектрах видалених галактик зміщені в червону сторону;
  2. зі збільшенням відстані це зміщення також збільшується. І одно:
z \ equiv \ frac {\ lambda-\ lambda_0} {\ lambda_0} = \ frac {H_0} {c} r

де λ - спостережувана довжина хвилі лінії, λ 0 - довжина цієї ж хвилі в лабораторії, r-відстань, c-швидкість світла, H 0 - коефіцієнт пропорційності, постійний на поточну епоху, що носить назву постійної Хаббла, z - носить назву червоного зсуву. Іноді можна зустріти таке формулювання: швидкість розбігання галактик прямо пропорційна відстані. Але варто пам'ятати, що вона коректна тільки поки вірна формула Доплера для малих швидкостей ( v = c z ).

У Хаббла були два ступені шкали відстаней: фундаментальна - метод тригонометричного паралакса, який випливає з евклідової геометрії, і метод, вимірювання по видимому блиску цефеїд. Сьогодні таких ступенів набагато більше і простягаються вони набагато далі, дозволяючи вимірювати відстані в мільярди парсек.


3.1.1. Метод тригонометричних паралакса

Схема виникнення річного паралакса

Параллакс - це кут, що виникає завдяки проекції джерела на небесну сферу. Розрізняють два види паралакса: річний і групової [7].

Річний паралакс - кут, під яким було б видно середній радіус земної орбіти з центру мас зірки. Через руху Землі по орбіті видиме положення будь-якої зірки на небесній сфері постійно зсувається - зірка описує еліпс, велика піввісь якого виявляється рівною щороку паралакс. За відомим Паралаксу із законів евклідової геометрії відстань від центру земної орбіти до зірки можна знайти як [7] :

L = \ frac {D} {2 \ sin \ alpha / 2} \ approx \ frac {D} {\ alpha},

де наближена рівність записано для малого кута (в радіанах). Дана формула добре демонструє основні труднощі цього методу: зі збільшенням відстані значення паралакса убуває по гіперболі, і тому вимірювання відстаней до далеких зірок пов'язано зі значними технічними труднощами.

Суть групового паралакса полягає в наступному: якщо якесь зоряне скупчення має помітну швидкість відносно Землі, то за законами проекції видимі напрямки руху його членів будуть сходитися в одній точці, яка називається радіантом скупчення. Положення радіанта визначається з власних рухів зірок і зміщення їх спектральних ліній, що виник через ефект Доплера. Тоді відстань до скупчення знаходиться з наступного співвідношення [8] :

r = \ frac {4.738 \ mu} {V_r \ mathrm {tg} (\ lambda)},

де μ і V r - відповідно кутова (в секундах дуги на рік) і променева (в км / с) швидкість зірки скупчення, λ - кут між прямими Сонце-зірка і зірка-радіант, а r - відстань, виражена в парсеках. Тільки Гіади мають помітний груповий паралакс, але до запуску супутника Hipparcos тільки таким способом можна відкалібрувати шкалу відстаней для старих об'єктів [7].


3.1.2. Метод визначення відстані по цефеїдам і зіркам типу RR Ліри

На цефеида і зірках типу RR Ліри єдина шкала відстаней розходиться на дві гілки - шкалу відстаней для молодих об'єктів і для старих [7]. Цефеїди розташовані, в основному, в областях недавнього зореутворення, і тому є молодими об'єктами. Змінні типу RR Ліри тяжіють до старих систем, наприклад, особливо їх багато в кульових зоряних скупченнях в гало нашої Галактики.

Метод відноситься до класу фотометричних: якщо є джерело, світність якого відома (так звана стандартна свічка), то шукану відстань обчислюється за формулою

d = d_0 10 ^ {\ frac {m-M} {5}}

де M - абсолютна зоряна величина, m - спостережувана зоряна величина, а d 0 = 10 пк.

Обидва типи зірок є змінними, але якщо цефеїди - недавно утворилися об'єкти, то зірки типу RR Ліри зійшли з головної послідовності - гіганти спектральних класів AF, розташовані, в основному, на горизонтальної гілки діаграми "колір-величина" для кульових скупчень. Однак, способи їх використання як стандартних свічок різні:

  • Для цефеїд існує хороша залежність "Період пульсації - Абсолютна зоряна величина". Швидше за все, це пов'язано з тим, що маси цефеїд різні.
  • Для зірок RR Ліри середня абсолютна зоряна величина приблизно однакова і становить M_ {RR} \ approx0.78 ^ m [7].

Визначення даним методом відстаней пов'язане з рядом труднощів:

  1. Необхідно виділити окремі зірки. У межах Чумацького Шляху це не складає особливих труднощів, але чим більше відстань, тим менше кут, що розділяє зірки.
  2. Необхідно враховувати поглинання світла пилом і її неоднорідність розподілу в просторі.

Крім того, для цефеїд залишається серйозною проблемою точне визначення нуль пункту залежності "Період пульсації - Світність". Протягом XX століття його значення постійно змінювалося, а значить і змінювалося відстань, що вимірюється подібним способом. Світність зірок типу RR Ліри, хоч і майже постійна, але все ж залежить від концентрації важких елементів.


3.1.3. Метод визначення відстані по наднових типу Ia

Криві блиску різних найновіших.

Характерна риса наднових типу Ia - подібність кривих блиску і однакова світність в їх максимумі. Відкриття останнього факту стало можливим після визначення відстаней за цефеїдам до галактик, в яких відбулися спалахи найновіших. Власне, тільки після цього стало можливим використання найновіших в якості стандартних свічок.

Фізична схема явища проста. Прародителем наднової такого типу є тісний подвійна система з білого карлика і червоного гіганта. Речовина з червоного гіганта перетікає на білий карлик, накопичуючись на його поверхні. Речовина, з якого складається білий карлик - це вироджений газ, в якийсь момент його тиск більше не здатне витримувати вагу скупчився речовини. Маса білого карлика в цей момент дорівнює межі Чандрасекара, що призводить до, приблизно, однаковим виділенню енергії при спалаху. Характерна енергія наднової - 10 50 - 10 51 ерг [9], що вище гравітаційної енергії зв'язку зірки. Значить, відбувається вибух не окремої її частини, а зірки цілком, причому виродженість газу забезпечує одночасність вибуху по всьому об'єму білого карлика. Разом з усім речовиною горять вуглець і кисень, утворюючи радіоактивний нікель. Після вибуху вся речовина зірки переходить в розсіюючу оболонку, що підсвічуються енергією розпаду радіоактивного нікелю [9].

Вищесказане означає, що спостерігаючи за кривою блиску, можна визначити, яку зоряну величину наднова мала в максимумі, а значить, і визначити відстань до неї.

Наднові - найбільш яскраві з стандартних свічок і видно з набагато більшої відстані. Саме з їх допомогою перевіряють закон Хаббла для великих z. Слідуючи подібним шляхом, в 1998 році дві групи спостерігачів відкрили прискорення розширення Всесвіту [10]. На сьогоднішній день факт прискорення майже не викликає сумнівів, однак, за наднових неможливо однозначно визначити його величину: все ще вкрай великі помилки для великих z [11] [12].


3.1.4. Метод визначення відстані по гравітаційним лінзам

Геометрія гравітаційного лінзування

Проходячи біля масивного тіла, промінь світла відхиляється. Таким чином, масивне тіло здатне збирати паралельний пучок світла в деякому фокусі, будуючи зображення, причому їх може бути кілька. Це явище називається гравітаційного лінзування. Якщо лінзіруемий об'єкт - змінний, і спостерігається кілька його зображень, це відкриває можливість вимірювання відстаней, так як між зображеннями будуть різні тимчасові затримки через поширення променів у різних частинах гравітаційного поля лінзи (ефект аналогічний ефекту Шапіро в Сонячній системі).

Якщо в якості характерного масштабу для координат зображення ξ і η джерела (див. малюнок) у відповідних площинах взяти ξ 0 = D l і η 0 = ξ 0 D s / D l (де D - кутова відстань), тоді можна записувати тимчасове запізнювання між зображеннями номер i і j наступним чином [13] :

\ Delta t = \ frac {1} {c} \ frac {D_sD_l} {D_ {ls}} (1 + z_l) \ left | \ frac {1} {2} ((x_j-y) ^ 2 - (x_i -y) ^ 2) + \ psi (x_i, y) - \ psi (x_j, y) \ right |

де x = ξ / ξ 0 і y = η / η 0 - кутові положення джерела і зображення відповідно, с - швидкість світла, z l - червоне зміщення лінзи, а ψ - потенціал відхилення, залежний від вибору моделі. Вважається, що в більшості випадків реальний потенціал лінзи добре апроксимується моделлю, в якій речовина розподілено радіально симетрично, а потенціал перетворюється на нескінченність. Тоді час затримки визначається за формулою:

\ Delta t = \ frac {1} {c} \ frac {D_sD_l} {D_ {ls}} (1 + z_l) \ left | x_i-x_j \ right |.

Однак, на практиці чутливість методу до виду потенціалу гало галактики істотна. Так, виміряне значення H 0 по галактиці SBS 1520 +530 залежно від моделі коливається від 46 до 72 км / (с Мпк) [14].


3.1.5. Метод визначення відстані по червоних гігантів

Найяскравіші червоні гіганти мають однакову абсолютну зоряну величину -3.0 m 0.2 m, а значить, підходять на роль стандартних свічок. Наглядово першим цей ефект виявив Сендіджа в 1971 році. Передбачається, що ці зірки або знаходяться на верхній точці першого підйому гілки червоних гігантів зірок малої маси (менше сонячної), або лежать на асимптотичної гілки гігантів.

Основною перевагою методу є те, що червоні гіганти віддалені від областей зореутворення і підвищеної концентрації пилу, що сильно полегшує облік поглинання. Їх світність також украй слабо залежить від металевості, як самих зірок, так і навколишнього середовища [15]. Основна проблема даного методу - виділення червоних гігантів зі спостережень зоряного складу галактики. Існує два шляхи її вирішення.

  • Класичний - метод виділення краю зображень. При цьому зазвичай застосовують Собелевскій фільтр. Початок провалу - шукана точка повороту. Іноді замість собелевского фільтра в якості апроксимуючої функції беруть гауссіану, а функція виділення краю залежить від фотометричних помилок спостережень [16].

Однак, у міру ослаблення зірки ростуть і помилки методу. У підсумку гранично вимірюваний блиск на дві зоряних величини гірше, ніж дозволяє апаратура.

  • Другий шлях - побудова функції світності методом максимальної правдоподібності. Даний спосіб грунтується на тому, що функція світності гілки червоних гігантів добре апроксимується степеневою функцією:
\ Xi (m) \ propto 10 ^ {am},

де a - Коефіцієнт, близький до 0,3, m - Спостерігається зоряна величина.

Основна проблема - розбіжність в деяких випадках рядів, що виникають в результаті роботи методу максимальної правдоподібності.


3.1.6. Проблеми і сучасні дискусії

Якщо проекстраполіровать закон Хаббла назад у часі, то в підсумку виникне точка, гравітаційна сингулярність, яка називається космологічної сингулярностью. Це велика проблема, тому що весь аналітичний апарат фізики стає марним. І хоча, слідуючи шляхом Гамова, запропонованим в 1946, можна надійно екстраполювати до моменту, поки працездатні сучасні закони фізики, але точно визначити цей момент настання "нової фізики" поки не представляється можливим. Передбачається, що по величині він дорівнює планковской часу, ~ 10 - 43 с.

Другою проблемою є невизначеність у значенні постійної Хаббла і її Ізотропія. Одна група дослідників стверджує, що значення постійної Хаббла флуктуірует на масштабах 10-20 [17]. Можливих причин цього явища декілька: а) це реальний фізичний ефект - у такому випадку космологічна модель повинна бути кардинально переглянута; б) стандартна процедура усереднення помилок некоректна [18]. У свою чергу, це теж веде до перегляду космологічної моделі, але можливо, не такою значною [19]. У свою чергу, багато інших огляди та їх теоретична інтерпретація не показують анізотропії, що перевищує локально обумовлену зростанням неоднорідності, в яку входить і наша Галактика, в ізотропному в цілому Всесвіту [20] [21] [22] [23].


3.2. Вивчення історії розвитку Всесвіту і її великомасштабної структури

Вкрай важкі завдання - вивчення історії розвитку Всесвіту і проблема виникнення її великомасштабної структури - одночасно є вкрай важливими для всієї астрофізики в цілому: тільки їхнє рішення може показати вірність розуміння процесів, що відбуваються в окремих об'єктах та їх об'єднання на даний момент.

Складність полягає в тому, що необхідно спостерігати об'єкти, що народилися в одну і ту ж епоху, але різного віку. Таким чином, з одного боку виникає потреба спостерігати віддалені об'єкти, ослаблені як відстанню, так і тим, що їх спектр разом з вкрай важливою лінією L α через розширення Всесвіту зміщується в інфрачервоний діапазон, спостереження в якому пов'язані з великими технічними труднощами. З іншого боку в найближчих околицях необхідно спостерігати дуже старі об'єкти, пік світності яких вже пройшов і зараз вони, з різних причин втративши основного джерела енергії, можуть світити лише завдяки мізерним старим запасам. Іншими словами доводиться спостерігати слабкі об'єкти. У той же час необхідна масовість спостережень, щоб виключити ефекти селекції.

З технічної точки зору рішення першої проблеми - будівництво великих телескопів. Проте у великого телескопа не може бути великого поля і, отже, він не може забезпечити масовість спостережень. І навпаки: телескоп з широким полем не може забезпечити якісні спостереження слабких об'єктів. Але є й інший шлях, більш творчий: застосування різних методик аналізу вже наявних даних, отриманих з використанням наявних ресурсів. Зазвичай їх застосовують у зв'язці: за допомогою другого способу намічають проблеми і завдання, які потім вирішуються на якісно новому рівні за допомогою кращих космічних і наземних телескопів.

Додаткову трудність вносить і те, що разом з Всесвіту еволюціонують і об'єкти, за допомогою яких ведуться дослідження. А значить, може скластися ситуація, коли залежності, побудовані на основі сучасного стану об'єктів, перестануть бути адекватними. Щоб уникнути подібного, крім самих об'єктів необхідно ретельно дослідити і метод, за допомогою якого ми хочемо вивчати Всесвіт.

Таблиця типових об'єктів досліджень в космології
Об'єкти Загальний опис
Галактики Це гігантські гравітаційно-зв'язані системи, що складаються із зірок і темної матерії. Типові представники в спостережної космології. Методи спостережень, застосовні до галактик, застосовні майже до всіх космологічним об'єктах. Це і порівняння модельного спектра зі спостережуваним, і облік металевості, і облік пилу, і ототожнення характерних особливостей частин спектра з наявністю різних процесів всередині об'єкта.
Квазари Квазари - клас позагалактичних об'єктів, що відрізняються дуже високою світністю і настільки малим кутовим розміром, що протягом декількох років після відкриття їх не вдавалося відрізнити від "точкових джерел" - зірок. Болометричний світність квазарів може досягати 10 46 - 10 47 ерг / с [24]. Вважається, що причиною такої високої світності є акреція міжзоряного газу на надмасивну чорну діру в центрі галактики.
Гамма-сплески Гамма-сплески - раптові короткочасні локалізуються підвищення інтенсивності космічного гамма-випромінювання з енергією в десятки і сотні кеВ [25]. З оцінок відстаней до гамма-сплесків можна зробити висновок, що випромінюється ними енергія в гамма-діапазоні досягає 10 50 ерг. Для порівняння, світність всієї галактики в цьому ж діапазоні складає "всього" 10 38 ерг / c.

Після виявлення у гамма-сплесків оптичного післясвітіння і отримання їх спектрів стало ясно, що гамма-сплески - далекі об'єкти. На даний момент одним із самих далеких зафіксованих об'єктів Всесвіту є гамма-сплеск GRB 090423 з червоним зміщенням z = 8,2.

Зоряне скупчення Зоряні скупчення є гравітаційно-зв'язані групи зірок, які мають спільне походження, і, відповідно, приблизно однаковий вік і хімічний склад. Більш масивні зірки скупчення раніше проходять всі етапи своєї еволюції, перетворюючись або в компактні релятивістські об'єкти (нейтронні зірки і чорні діри), або в білі карлики, а менш масивні продовжують перебувати на головній послідовності.
Чи не проеволюціоніровавшіе або слабо проеволюціоніровавшіе об'єкти До цієї групи включені як галактики, так і зірки. Характерною рисою даних об'єктів є їх низька Металічність. Вони в основному складаються з тієї речовини, з якого складалися самі перші зірки і галактики.
Реліктовий фон Реліктовий фон - чернотельное однорідне випромінювання з середньою температурою 2,72 К, заповнює Всесвіт.

3.2.1. Загальні особливості та прийоми

Спостерігати космологічні об'єкти можна різними способами, деякі підходять тільки для одного типу об'єктів, деякі застосовні до всіх. Ті, що характерні для всіх, частково прийшли із зоряної астрономії (такі як метод зоряних підрахунків або порівняння різних ділянок спектра), частково винайдені тільки для потреб космології.

Загальні проблеми найбільш яскравим чином проявляються в галактиках. Класично, серед них виділяють чотири типи: еліптичні, лінзовідние, спіральні і іррегулярні. І ці чотири типи багато в чому схожі, але також багато в чому різні. Факторів, що впливають на еволюцію властивостей окремо взятої галактики - величезна безліч. Все це відбивається на її спектральних та фотометричних характеристиках, причому часові масштаби еволюційних процесів - мільйони років. У результаті спостереження далеких об'єктів не можна співвіднести зі спостереженнями близьких галактик і немає простих механізмів екстраполяції того стану до нинішнього.


3.2.1.1. Лайман-альфа ліс

У спектрах деяких далеких об'єктів можна спостерігати велике скупчення сильних абсорбційних ліній на малій ділянці спектра (т. зв. Ліс ліній). Ці лінії ототожнюються як лінії серії Лаймана, але мають різні червоні зміщення.

Хмари нейтрального водню ефективно поглинають світло на довжинах хвиль від L α (1216 ) до лаймановского межі. Випромінювання, спочатку короткохвильове, на шляху до нас з-за розширення Всесвіту поглинається там, де його довжина хвилі порівнюється з цим "лісом". Перетин взаємодії дуже велике і розрахунок показує, що навіть малої частки нейтрального водню достатньо для створення великого поглинання в безперервному спектрі.

При великій кількості хмар нейтрального водню на шляху світла, лінії ніби настільки близько один до одного, що на досить широкому інтервалі в спектрі утворюється провал. Довгохвильова межа цього інтервалу обумовлена ​​L α, а короткохвильова залежить від найближчого червоного зсуву, ближче якого середу ионизована і нейтрального водню мало. Подібний ефект носить назви ефекту Гана-Петерсона.

Ефект спостерігається в квазарах з червоним зміщенням z> 6. Звідси робиться висновок, що епоха іонізації міжгалактичного газу почалася з Z ≈ 6.


3.2.1.2. Гравітаційне лінзування

До ефектів, спостереження яких можливі також для будь-якого об'єкта (навіть не важливо, щоб він був далеким), необхідно віднести і ефект гравітаційного лінзування. У минулому розділі було зазначено, що за допомогою гравітаційного лінзування будують шкалу відстаней, це варіант так званого сильного лінзування, коли кутове розділення зображень джерела можна безпосередньо спостерігати. Однак існує ще й слабке лінзування, з його допомогою можна дослідити потенціал досліджуваного об'єкта. Так, з його допомогою було встановлено, що скупчення галактик розміром від 10 до 100 Мпк є гравітаційно пов'язаними, тим самим будучи найбільшими стабільними системами у Всесвіті. Також з'ясувалося, що забезпечує цю стабільність маса, що проявляє тільки в гравітаційному взаємодії - темна маса або, як її називають в космології, темна матерія [26] [27].


3.2.1.3. Порівняння різних ділянок спектра

До стандартних прийомів, що дозволяють прояснити природу будь-якого об'єкта, можна віднести порівняння як спектрів різних, але належать до одного класу об'єктів, так і різних частин одного і того ж спектру.

Так, комбінуючи обидва варіанти: спочатку порівнюючи спектри двох різних квазарів, а потім порівнюючи окремі ділянки спектра одного і того ж квазара, виявили сильний провал на одному з UV ділянок спектра [28]. Настільки сильний провал міг бути викликаний тільки великою концентрацією пилу, що поглинає випромінювання. Раніше пил намагалися виявити по спектральним лініям, але виділити конкретні серії ліній, що доводить, що це саме пил, а не домішка важких елементів в газі, не вдавалося. Подальший розвиток цього методу дозволило оцінити темп зореутворення на z від ~ 2 до ~ 6 [29].


3.2.1.4. Метод зоряних черпков
Дані про великомасштабну структурі 2df огляду

Першим способом вивчення великомасштабної структури Всесвіту, не втратив своєї актуальності, став так званий метод "зоряних підрахунків" або метод "зоряних черпков". Суть його в підрахунку кількості об'єктів в різних напрямках. Застосовано Гершелем в кінці XVIII століття, коли про існування далеких космічних об'єктів тільки здогадувалися, і єдиними об'єктами, доступними для спостережень, були зірки, звідси і назва. Сьогодні, природно, вважають не зірки, а позагалактичні об'єкти (квазари, галактики), і крім виділеного напрямку будують розподілу по z.

Найбільшими джерелами даних про позагалактичних об'єктах є окремі спостереження конкретних об'єктів, огляди типу SDSS, APM, 2df, а також компілятивні бази даних, такі як Ned і Hyperleda. Наприклад, в огляді 2df охоплення неба становив ~ 5%, середня z - 0,11 (~ 500 Мпк), кількість об'єктів - ~ 220 000.

Вже на представленому малюнку можна бачити, що галактики розташовані в просторі неоднорідне на малих масштабах. Після більш детального розгляду виявляється, що просторова структура розподілу галактик - чарункова: вузькі стінки з шириною, яка визначається величиною скупчень і сверхскоплений галактик, а всередині цих осередків - порожнечі, так звані увійшовши [27].

Домінуючим є думка, що при переході до масштабів сотень мегапарсек осередки складаються і усереднюються, розподіл видимої речовини стає однорідним [30] [31]. Проте однозначність в цьому питанні поки не досягнута: застосовуючи різні методики деякі дослідники приходять до висновків про відсутність однорідності розподілу галактик аж до найбільших досліджених масштабів [32] [33]. Разом з тим, неоднорідності в розподілі галактик не скасовують факту високої однорідності Всесвіту в початковому стані, виведеного з високою мірою изотропии реліктового випромінювання.

Разом з цим встановлено, що розподілу кількості галактик по червоному зсуву має складний характер. Залежність для різних об'єктів різна. Однак для всіх них характерна наявність кількох локальних максимумів [34] [35] [36] З чим це пов'язано - поки не зовсім зрозуміло.

До останнього часу не було ясності в тому, як еволюціонує великомасштабна структура Всесвіту. Проте роботи останнього часу показують, що першими сформувалися великі галактики, і тільки потім вже дрібні (так званий downsizing ефект) [37] [38].


3.2.2. Особливості спостережень квазарів

Природа квазара

Унікальна властивість квазарів - великі концентрації газу в області випромінювання. За сучасними уявленнями, акреція цього газу на чорну діру і забезпечує настільки високу світність об'єктів. Висока концентрація речовини означає і високу концентрацію важких елементів, а значить і більш помітні абсорбційні лінії. Так, в спектрі одного з лінзіруемих квазарів були виявлені лінії води [39].

Унікальною перевагою є і висока світність в радіодіапазоні, на її фоні поглинання частини випромінювання холодним газом більш помітно. При цьому газ може належати як рідну галактиці квазара, так і випадковому хмарі нейтрального водню в міжгалактичної середовищі, або галактиці, що випадково потрапила на промінь зору (при цьому нерідкі випадки, коли така галактика не видно - вона занадто тьмяна для наших телескопів). Вивчення міжзоряної речовини в галактиках даним методом називається "вивченням на просвіт", наприклад, подібним чином була виявлена ​​перші галактики зі сверхсолнечной металевістю [40].

Також важливим результатом застосування даного методу, правда не в радіо-, а в оптичному діапазоні, є вимірювання первинного достатку дейтерію. Сучасне значення великої кількості дейтерію, отримане за таким спостереженнями, становить D / H_p \ approx 3 \ cdot 10 ^ {-5} [41].

За допомогою квазарів отримані унікальні дані про температуру реліктового фону на z ≈ 1,8 і на z = 2,4. У першому випадку досліджувалися лінії надтонкої структури нейтрального вуглецю, для яких кванти з T ≈ 7,5 К (передбачувана температура реліктового фону на той момент) відіграють роль накачування, забезпечуючи инверсную заселеність рівнів [42]. У другому випадку виявили лінії молекулярного водню H 2, дейтериду водню HD, а також молекули оксиду вуглецю СО, за інтенсивністю спектра якої якраз і виміряли температуру реліктового фону, вона з хорошою точністю збіглася з очікуваним значенням [43].

За іронією долі, головна перевага квазарів - це їх же основний недолік: неможливо відокремити лінії аккрецірующего газу від ліній міжзоряної речовини батьківського галактики.


3.2.3. Особливості спостережень гамма-сплесків

Популярна модель виникнення гамма-сплеску

Гамма-сплески - унікальне явище, і загальновизнаного думки про його природі не існує. Однак переважна більшість вчених погоджується з твердженням, що прабатьком гамма сплеску є об'єкти зоряної маси [44].

Унікальні можливості застосування гамма-сплесків для вивчення структури Всесвіту полягають у наступному [44] :

  1. Так як прабатьком гамма-сплеску є об'єкт зоряної маси, то і простежити гамма-сплески можна на більшу відстань, ніж квазари, як через більш раннього формування самого прабатька, так і з-за малої маси чорної діри квазара, а значить і меншою його світності на той період часу.
  2. Спектр гамма-сплеску - безперервний, тобто не містить спектральних ліній. Це означає, що найбільш віддалені лінії поглинання в спектрі гамма-сплеску - це лінії міжзоряного середовища батьківського галактики. З аналізу цих спектральних ліній можна отримати інформацію про температуру міжзоряного середовища, її металевості, ступеня іонізації і кінематиці.
  3. Гамма-сплески дають мало не ідеальний спосіб вивчати міжгалактичну середу до епохи реіонізаціі, оскільки їх вплив на міжгалактичну середу на 10 порядків менше, ніж квазарів, через малого часу життя джерела.
  4. Якщо післясвічення гамма-сплеску в радіодіапазоні досить сильне, то по лінії 21 см можна судити про стан різних структур нейтрального водню в міжгалактичної середовищі поблизу від галактики-прародителя гамма-сплеску.
  5. Детальне вивчення процесів формування зірок на ранніх етапах розвитку Всесвіту за допомогою гамма-сплесків сильно залежить від обраної моделі природи явища, але якщо набрати достатню статистику і побудувати розподілу характеристик гамма-сплесків в залежності від червоного зміщення, то, залишаючись в рамках досить загальних положень, можна оцінити темп зореутворення і функцію мас народжуються зірочок [44].
  6. Якщо прийняти припущення, що гамма-сплеск - це вибух наднової зірки населення III, то можна вивчати історію збагачення Всесвіту важкими металами.
  7. Також гамма-сплеск може служити дороговказом на дуже слабку карликову галактику, яку важко виявити при "масовому" спостереженні неба.

Основною проблемою гамма-сплесків є їх спорадичність і стислість часу, коли післясвічення сплеску можна спостерігати спектроскопічні.


3.2.4. Особливості спостережень реліктового випромінювання

Спектр реліктового випромінювання

Інформація, яку можливо отримати, спостерігаючи реліктовий фон, вкрай різноманітна: примітний сам факт існування реліктового фону. Якщо Всесвіт існував вічно, то неясна причина його існування - масових джерел, здатних створити такий фон, ми не спостерігаємо. Проте якщо час життя Всесвіту звичайно, то очевидно, що причина його виникнення криється на перших етапах життя Всесвіту.

На сьогоднішній день домінує думка, що реліктове випромінювання - це випромінювання, вивільнилися в момент утворення атомів водню. До цього випромінювання було замкнено в речовині, а вірніше, в тому, що тоді воно з себе представляло - щільною гарячої плазмі.

Метод аналізу реліктового фону на цьому припущенні і базується. Якщо подумки простежити шлях кожного фотона, то вийде, що поверхня останнього розсіювання - сфера, тоді коливання температури зручно розкласти в ряд по сферичних функцій [45] :

\ Delta T (\ theta, \ phi) = \ sum_ {l = 2} ^ {\ infty} a_ {lm} Y_ {lm} (\ theta, \ phi)

де a l m - Коефіцієнти, звані мультипольних, а Y l m - Сферичні гармоніки. Получающаяся інформація досить різноманітна.

  1. Різна інформація закладено також і у відхиленнях від чернотельного випромінювання. Якщо відхилення масштабні і систематичні, то спостерігається ефект Сюняева - Зельдовича, малі ж флуктуації обумовлені флуктуаціями речовини на ранніх стадіях розвитку Всесвіту.
  2. Особливо цінну інформацію про перших секундах життя Всесвіту (зокрема, про стадії інфляційного розширення) несе поляризація реліктового фону.

3.2.4.1. Ефект Сюняева - Зельдовича

Якщо фотони реліктового фону на своєму шляху зустрічають гарячий газ скупчень галактик, то в ході розсіяння за рахунок зворотного ефекту Комптона фотони будуть розігріватися (тобто збільшать частоту), забираючи частину енергії у гарячих електронів. Наглядово це буде проявлятися зниженням потоку реліктового випромінювання в напрямку великих скупчень галактик в довгохвильовій області спектра.

За допомогою цього ефекту можна отримати інформацію [46] :

  • про тиск гарячого міжгалактичного газу в скупченні, а, можливо, і про саму масі скупчення;
  • про швидкість скупчення вздовж променя зору (зі спостережень на різних частотах);
  • про величину постійної Хаббла H 0, з залученням спостережень у гамма-діапазоні.

При достатній кількості спостережуваних скупчень можна визначити і загальну щільність Всесвіту Ω.

Перевага цього ефекту полягає в тому, що його природа зрозуміла і ніяк не залежить від космологічного червоного зміщення.


3.2.4.2. Поляризація
Карта поляризації реліктового випромінювання за даними WMAP

Поляризація реліктового випромінювання могла виникнути тільки в епоху просвітління. Так як розсіювання томпсоновское, то реліктове випромінювання лінійно поляризоване. Відповідно, параметри Стокса Q та U, що характеризують лінійні параметри, відмінні, а параметр V дорівнює нулю. Якщо інтенсивність можна розкласти по скалярним гармоникам, то поляризацію можна розкласти по так званим спінові гармоникам [45] :

Q + iU = \ sum_ {l, m} a_ {lm} ^ {\ pm2} Y_ {lm} ^ {\ pm2} (\ theta, \ phi)

Виділяються E-мода ( градієнтна складова) і B-мода ( роторна складова) [47].

a_ {lm} ^ E = \ frac {1} {2} \ left (a_ {lm} ^ {+2} + a_ {lm} ^ {-2} \ right)

a_ {lm} ^ B = \ frac {1} {2} \ left (a_ {lm} ^ {+2}-a_ {lm} ^ {-2} \ right)

E-мода може з'являтися при проходженні випромінювання через неоднорідну плазму внаслідок томпсоновского розсіювання. B-мода, максимальна амплітуда якої досягає всього лише 0,1 μ K , Виникає лише при взаємодії з гравітаційними хвилями.

B-мода є ознакою інфляції Всесвіту і визначається щільністю первинних гравітаційних хвиль. Спостереження B-моди є складним завданням внаслідок невідомого рівня шуму для цієї компоненти реліктового випромінювання, а також за рахунок того, що B-мода змішується слабким гравітаційного лінзування з сильнішою E-модою [48].

На сьогоднішній день поляризація виявлена, її величина на рівні в кілька μ K ( мікрокельвінов). Причому зареєстрована тільки E-мода, B-мода не спостерігається.


3.2.4.3. Флуктуації реліктового фону
Флуктуації реліктового фону за даними NASA, заснованим на спостереженнях на WMAP

Для порівняння з теоретичними даними сирі дані приводяться до обертально-інваріантної величиною [45] :

C_l = \ frac {1} {2l +1} \ sum_ {l =- m} ^ {l = m} \ left | a_ {lm} \ right | ^ 2

"Спектр" ж будують для величини l (l +1) Cl/2π, з якого отримують важливі для космології висновки. Приміром, за положенням першого піку можна судити про повну щільності Всесвіту, а по його величині - зміст баріонів.

Так зі збігу крос-кореляції між анізотропією і E-модою поляризації з теоретичними передбаченими для малих кутів (θ <5 ) і значної розбіжності в області великих можна зробити про наявність епохи рекомбінації на z ≈ 15-20.

Так як флуктуації гаусів, то можна використовувати метод марковських ланцюгів для побудови поверхні максимального правдоподібності. В цілому обробка даних по реліктовому фону це цілий комплекс програм. Однак, як підсумковий результат, так і використовувані припущення і критерію викликають дискусію. Різними групами показано, відмінність розподілу флуктуацій від гаусового, залежність карти розподілів від алгоритмів його обробки [49] [50] [51].


3.2.5. Особливості спостережень зоряних скупчень

Популяція білих карликів в кульовому зоряному скупченні NGC 6397. Сині квадрати - гелієві білі карлики, фіолетові кружки - "нормальні" білі карлики з високим вмістом вуглецю.

Головна властивість кульових скупчень для спостережної космології - багато зірок одного віку в невеликому просторі. Це означає, що якщо якимсь способом виміряна відстань до одного члена скупчення, то різниця в відстані до інших членів скупчення дуже малий.

Одночасне формування всіх зірок скупчення дозволяє визначити його вік: спираючись на теорію зоряної еволюції, будуються изохроне на діаграмі "колір - зоряна величина", тобто криві рівного віку для зірок різної маси. Зіставляючи їх з піднаглядним розподілом зірок у скупченні, можна визначити його вік.

Метод має ряд своїх труднощів. Намагаючись їх вирішити, різні команди, які в різний час отримували різні віку для найстаріших скупчень, від ~ 8 млрд років [52], до ~ 25 млрд років [53].

В галактиках кульові скупчення, що входять в стару сферичну підсистему галактик, містять безліч білих карликів - залишків проеволюціоніровавшіх червоних гігантів відносно невеликої маси. Білі карлики позбавлені власних джерел термоядерної енергії і випромінюють виключно за рахунок випромінювання запасів тепла. Білі карлики мають приблизно однакову масу зірок-попередниць, а значить - і приблизно однакову залежність температури від часу. Визначивши по спектру білого карлика його абсолютну зоряну величину на даний момент і знаючи залежність час-світність при охолодженні, можна визначити вік карлика [54]

Однак даний підхід пов'язаний як з великими технічними труднощами, - білі карлики вкрай слабкі об'єкти, - необхідно вкрай чутливі інструменти, щоб їх спостерігати. Першим і поки єдиним телескопом, на якому можливе вирішення цієї задачі є космічний телескоп ім.Хаббла. Вік найстарішого скупчення за даними групи, яка працювала з ним: 12,7 \ pm0, 7 млрд років [54], однак, результат заперечується. Опоненти вказують, що не були враховані додаткові джерела помилок, їх оцінка 12,4 ^ {+1,8} _ {-1,5} млрд років [55]. Вирішити суперечку можливе тільки на телескопах нового класу, які лише планується ввести в лад.


3.2.6. Особливості спостережень непроеволюціоніровавшіх об'єктів

NGC 1705 - галактика типу BCDG

Об'єкти, фактично складаються з первинної речовини, дожили до нашого часу завдяки вкрай малому темпу їх внутрішньої еволюції. Одночасно це і перевага, і недолік: з одного боку, це дозволяє вивчати первинний хімічний склад елементів, а також, не сильно вдаючись у подробиці і грунтуючись на лабораторних законах ядерної фізики, оцінити вік подібних об'єктів, що дасть нижня межа на вік Всесвіту в цілому. З іншого боку, дані об'єкти вкрай важко вивчати: невисокий темп внутрішньої еволюції означає і невисоку світність.

До такого типу можна віднести: зірки малої маси з низькою металевістю (так звані G-карлики), нізкометаллічние області HII, а також карликові неправильні галактики класу BCDG (Blue Compact Dwarf Galaxy).

При визначенні рясності літію використовувалися масивні зірки зоряного населення типу II. Такі зірки мають спокійну, не конвективну атмосферу, завдяки чому літій залишається на поверхні, не ризикуючи згоріти в більш гарячих внутрішніх шарах зірки. Виміряний таким чином сучасне значення великої кількості літію [56] :

A (L i) = 12 + log (L i / H) = 2.12 .

У зірки CS31082-001, що належить зоряному населенню типу II, були виявлені лінії і виміряні концентрації в атмосфері торію та урану. Ці два елементи мають різний період напіврозпаду, тому з часом їх співвідношення змінюється, і якщо якось оцінити початкове співвідношення рясність, то можна визначити вік зірки. Оцінити можна двояким способом: з теорії r-процесів, підтвердженої як лабораторними вимірами, так і спостереженнями Сонця; або можна перетнути криву зміни концентрацій за рахунок розпаду і криву зміни змісту торію та урану в атмосферах молодих зірок за рахунок хімічної еволюції Галактики. Обидва методи дали схожі результати: 15,5 3,2 [57] млрд. років отримані першим способом, 14 {,} 5 ^ {-2 {,} 8} _ {+2 {,} 2} [58] млрд. років - другим.

Слабо металевості BCDG-галактик (всього їх існує ~ 10) і зони HII - джерела інформації з первинного достатку гелію. Для кожного об'єкта з його спектру визначається Металічність (Z) і концентрація He (Y). Екстраполюючи певним чином діаграму YZ до Z = 0, отримують оцінку первинного гелію.

Підсумкове значення Y p різниться від однієї групи спостерігачів до іншої і від одного періоду спостережень до іншого. Так, одна, що складається з найавторитетніших фахівців у цій галузі: Ізотова і Тхуан (Thuan) отримали значення Y p = 0,245 0,004 [59] по BCDG-галактик, за HII - зон на даний момент (2010) вони зупинилися на значенні Y p = 0,2565 0,006 [60]. Інша авторитетна група на чолі з Пеймберт (Peimbert) отримували також різні значення Y p, від 0,228 0,007 до 0,251 0,006 [61].


4. Теоретичні моделі

Сучасні космологічні моделі дуже складні, а іноді використовують поки непідтверджені гіпотези. Приміром, до Всесвіту застосовуються рівняння ОТО, хоча ОТО - це теорія, добре підтверджена тільки в масштабах Сонячної системи [62] [63], і її використання в масштабі галактик і Всесвіту в цілому може бути піддано сумніву. Космологічні моделі були б набагато простіше, якби протон не був стабільною часткою і розпадався б [64], чого сучасні експерименти у фізичних лабораторіях не підтверджують, і цей список можна продовжити. Але на даний момент з таким станом справ доводиться миритися, оскільки кращого пояснення спостережних даних поки не існує.

Космологія - швидше описова наука, ніж предсказательная, і багато її спостереження, якщо запастися великою часткою фантазії та винахідливості, можна трактувати по різному. Волею-неволею, але доводиться звертатися до якихось припущеннями, принципам, у тому числі і філософським. Зараз практично всі згодні, що будь-яка модель Всесвіту повинна задовольняти так званому "космологічному принципом". Згідно з ним у великих просторових масштабах у Всесвіті немає виділених областей і напрямків. Наслідком такого постулату є однорідність і ізотропності матерії у Всесвіті на великих масштабах (> 100 Мпк).

Просторова однорідність і ізотропності не забороняє неоднорідності в часі, тобто існування виділених послідовностей подій, доступних всім спостерігачам. Прихильники теорій стаціонарного Всесвіту іноді формулюють "досконалий космологічний принцип", за яким властивостями однорідності і ізотропності має мати чотиривимірний простір-час. Однак спостерігаються у Всесвіті еволюційні процеси, очевидно не узгоджуються з таким космологічним принципом.

У загальному випадку для побудови моделі застосовуються такі теорії та розділи фізики:

  1. Рівноважна статистична фізика, її основні поняття і принципи, а також теорія релятивістського газу.
  2. Теорія гравітації (зазвичай ЗТВ).
  3. Деякі відомості з фізики елементарних частинок: список основних частинок, їх характеристики, типи взаємодії, закони збереження.

Комбінуючи їх намагаються в першу чергу пояснити три фундаментальні явища: розширення Всесвіту, що спостерігається великомасштабну структуру Всесвіту і поширеність хімічних елементів. Основними теоріями на сьогоднішній день в сукупності описують всі ці три явища є:

Теорія Великого Вибуху.
Описує хімічний склад Всесвіту.
Теорія стадії інфляції.
Пояснює причину розширення.
Модель розширення Фрідмана.
Описує розширення.
Ієрархічна теорія.
Описує великомасштабну структуру.

Зелений колір означає абсолютно домінуючі теорії, бурштиновий - визнана багатьма, але широко обговорювана, червоний - відчуває великі проблеми останнім часом, але підтримувана багатьма теоретиками.


4.1. Модель Всесвіту

Модель Всесвіту описує сам факт розширення. У загальному випадку ігнорується, коли і чому Всесвіт початку розширюватися, тобто теорія Великого Вибуху - лише окремий випадок моделі Всесвіту. В основі більшості моделей Всесвіту лежить ОТО і її геометричний погляд на природу гравітації. Ізотропно розширюється середу зручно розглядати в системі координат, що розширюються разом з матерією. Таким чином, розширення Всесвіту формально зводиться до зміни масштабного фактора всієї координатної сітки, у вузлах якої "посаджені" галактики. Таку систему координат називають супутньою. Початок же відліку зазвичай прикріплюють до спостерігача.

Єдиної точки зору, чи є Всесвіт дійсно нескінченної або кінцевої в просторі та обсязі, не існує. Тим не менш, спостерігається Всесвіт, що включає всі місця розташування, які можуть впливати на нас з моменту Великого Вибуху, кінцева, оскільки кінцева швидкість світла і існував Великий Вибух.


4.1.1. Модель Фрідмана

Стадія Еволюція a (η) Параметр Хаббла
Інфляційна a \ propto e ^ {Ht}H ^ 2 = \ frac {8 \ pi} {3} \ frac {\ rho_ {vac}} {M ^ 2_ {pl}}
Радіаційний домінування a \ propto t ^ {\ frac {1} {2}}H = \ frac {1} {2t}
Пилова стадія a \ propto t ^ {\ frac {2} {3}}H = \ frac {2} {3t}
Λ -Домінування a \ propto e ^ {Ht}H ^ 2 = \ frac {8 \ pi} {3} G \ rho_ {\ Lambda}

У рамках ОТО вся динаміка Всесвіту може бути зведена до простих диференціальним рівнянням для масштабного фактора a (t) - Величини відображає зміну відстаней в однорідно стискальних просторах [65] :

  • Рівнянню енергії
\ Left (\ frac {\ dot a} {a} \ right) ^ 2 = \ frac {8 \ pi G \ rho} {3} - \ left (\ frac {kc ^ 2} {a ^ 2} \ right ) + \ frac {\ Lambda c ^ 2} {3}
  • Рівнянню руху
\ Frac {\ ddot a} {a} =- \ frac {4 \ pi G} {3} \ left (\ rho + \ frac {3P} {c ^ 2} \ right) + \ frac {\ Lambda c ^ 2} {3}
  • Рівнянню нерозривності
\ Frac {d \ rho} {dt} =- 3H \ left (\ rho + \ frac {P} {c ^ 2} \ right)

k - кривизна простору (приймає значення -1 0 1), Λ - космологічна постійна, ρ - середня щільність Всесвіту, P - тиск, з - швидкість світла.

Для подібної моделі інтервал між двома подіями записується наступним чином:

d s 2 = c 2 d t 2 - a 2 (t) d R 2

де dR описує геометричні властивості простору. У таких системах координат зміна відстані між двома точками (l), що спочивають в супутньої системі координат відбувається по наступному закону:

v = \ frac {\ dot a} {a} l

Це не що інше, як закон Хаббла, де параметр Хаббла є змінюється від часу величина:

H (t) = \ frac {\ dot a} {a}

Також у цій моделі з'являється різні типи відстаней: кутовий і фотометричне. Кутовим відстанню ми назвемо відстань, що обчислюється по видимому кутовому відстані об'єкта (θ) і його лінійним розміром об'єкта (D):

d_a = D / \ theta = \ frac {a_0r_1} {1 + z}

до якогось моменту таку відстань збільшується, а після починає зменшуватися, сам простір починає грати роль гігантської гравітаційної лінзи.

Фотометричне відстань, ця відстань обчислюється за допомогою джерела, відомої світності (L) і приймається від нього потік випромінювання (F):

d_l = \ left (\ frac {L} {4 \ pi F} \ right) ^ {1 / 2} = a_0r_1 (1 + z)

Час з початку розширення, часто званого віком Всесвіту:

t = \ frac {1} {H_0} \ int \ limits_0 ^ \ infty \ frac {dz '} {(1 + z') \ sqrt {\ Omega_m (1 + z ') ^ 3 + \ Omega_ {\ Lambda} }}

Іноді в різного роду моделях переходять від космологічного часу t до конформному η наступним чином:

a (η) d η = d t

4.1.2. Еволюція розширення

Хід розширення в загальному випадку залежить від значень космологічної постійної Λ, кривизни простору k і рівняння стану (P (ρ)). Проте якісно еволюцію розширення можна оцінити, спираючись на досить загальні припущення.

Склад Всесвіту за даними WMAP

У сучасній загальноприйнятій моделі розширення космологічна стала позитивна і істотно відмінна від нуля, тобто на великих масштабах виникають сили антигравітації. Природа таких сил невідома, теоретично подібний ефект можна було б пояснити дією фізичного вакууму, однак очікувана щільність енергії виявляється на багато порядків більше, ніж енергія, відповідна наблюдаемому значенням космологічної постійної - проблема космологічної постійної.

Решта варіантів на даний момент представляють тільки теоретичний інтерес, проте це може змінитися з появою нових експериментальних даних. Сучасна історія космології вже знає подібні приклади: моделі з нульовою космологічної постійної беззастережно домінували (крім короткого сплеску інтересу до інших моделей в 1960-і рр..) З моменту відкриття Хабблом космологічного червоного зміщення і до 1998 року, коли дані по наднових типу Ia переконливо спростували їх.

На сьогоднішній момент в стандартній моделі вважається, що k = 0 (це перевіряється з точністю до кількох десятих часток відсотка), тоді щільність темної енергії становить 72% від усієї енергії Всесвіту, а основний внесок у щільність матерії вносить невидима речовина, яка бере участь тільки в гравітаційному взаємодії (темна матерія) - її майже в 6 разів більше, ніж баріонної матерії. Ці значення засновані на спостереженнях наднових типу Ia, дослідженнях флуктуацій реліктового випромінювання, кореляційних функціях і спектрах просторового розподілу галактик, даних про гравітаційне лінзування скупченнями галактик.


4.1.2.1. Λ <0

Якщо значення космологічної постійної негативно, то діють лише сили тяжіння і більше ніяких. Права частина рівняння енергії буде неотрицательной тільки при кінцевих значеннях R. Це означає, що при деякому значенні R c Всесвіт почне стискатися при будь-якому значенні k і незалежно від виду рівняння стану [66].

4.1.2.2. Λ = 0

У випадку, якщо космологічна постійна дорівнює нулю, то еволюція при заданому значенні H 0 цілком і повністю залежить від початкової щільності речовини [65] :

\ Left (\ frac {da} {dt} \ right) ^ 2 = G \ frac {8 \ pi \ rho_0 a_0 ^ 3} {3a}-a_0 ^ 2H_0 \ left (\ rho_0 - \ frac {3H_0 ^ 2} {8 \ pi G} \ right).

Значення \ Rho_ {cr} = \ frac {3H_0 ^ 2} {8 \ pi G} називають критичною густиною. Якщо ρ 0 = ρ c r , То розширення триває нескінченно довго, в межі з асимптотично наближається до нуля швидкістю. Якщо щільність більше критичної, то розширення Всесвіту гальмується і змінюється стиском. Якщо менше, то розширення йде необмежено довго з ненульовим межею H.

Якщо рівняння енергії поділити на H 0, то воно прийме наступний вигляд (з урахуванням нульової космологічної постійної):

1 = \ frac {\ rho} {\ rho_ {cr}} - \ frac {kc ^ 2} {a ^ 2H_0 ^ 2}.

З цього рівняння випливає, що щільність речовини у Всесвіті і кривизна простору взаємопов'язані: ρ = ρ cr відповідає k = 0 (випадок плоскої Всесвіту), щільність менше критичної відповідає k =- 1 (відкрита Всесвіт), більше - k = 1 (замкнутої Всесвіту ).


4.1.2.3. Λ> 0

Якщо Λ> 0 і k ≤ 0, то Всесвіт монотонно розширюється, але на відміну від випадку з Λ = 0 при великих значеннях R швидкість розширення зростає [66] :

R \ propto exp [(\ Lambda / 3) ^ {1 / 2} t].

При k = 1 виділеним значенням є Λ c = 4π G ρ . У цьому випадку існує таке значення R, при якому R '= 0 і R''= 0 , Тобто Всесвіт статична.

При Λ> Λ c швидкість розширення зменшується до якогось моменту, а потім починає необмежено зростати. Якщо Λ незначно перевищує Λ c, то протягом деякого часу швидкість розширення залишається практично незмінною.

У разі Λ <Λ c все залежить від початкового значення R, з якого почалося розширення. Залежно від цього значення Всесвіт або буде розширюватися до якогось розміру, а потім стиснеться, або буде необмежено розширюватися.


4.2. Теорія Великого Вибуху (модель гарячого Всесвіту)

Ця теорія відповідає на запитання: "Чи існувала Всесвіт вічно або вона з'явилася з чогось? А якщо була народжена, то як вона розвивалася в перші секунди свого життя?" Екстраполяція спостережуваного стану Всесвіту назад в часі за умови вірності загальної теорії відносності призводить до неминучого висновку, що за кінцевий час назад весь простір Всесвіту згортається в точку - космологічну сингулярність, звану Великим Вибухом.

Така поведінка, очевидно, свідчить про непріложімо загальної теорії відносності до найраніших моментам розширення Всесвіту, що призводить до численних, але поки, на жаль, тільки чисто умоглядним спробам розробити більш загальну теорію (або навіть "нову фізику"), вирішальну цю проблему космологічної сингулярності.

У момент, досить близький до Вибуху, але вже впевнено описуваний сучасною фізикою, вся енергія і речовина Метагалактики містилися в маленькому обсязі, а так як ентропія Всесвіту велика, то, значить, і температура була дуже високою (на відміну від історично конкурувала з цієї теорії холодної Всесвіту, де температура протягом всієї еволюції була близька до сучасного значенням). Саме завдяки високій температурі і щільності елементарні частинки утворювали "суп", в якому переважали найпростіші частинки, які при подальшому збільшенні розміру Всесвіту і її охолодженні почали складатися спочатку в частинки складніше, а потім справа дійшла і до звичайних протонів, нейтронів і так далі.

По ходу справи залишаючи без відповіді питання: "Чому античастинок виявилося менше ніж частинок?" і "Чому ентропія Всесвіту така висока?" (Вони складають аспекти так званої проблеми початкових значень) - і вводячи руками умова домінування частинок над античастицами і спостережуване значення ентропії, можна побудувати теорію про первинний нуклеосинтезі, яка в цілому непогано узгоджується з наглядовими даними.

Також досить добре пояснюється і реліктове випромінювання - це спадщина того моменту, коли ще вся речовина була іонізованним і не могло опиратися тиску світла. Іншими словами, реліктовий фон - це залишок "фотосфери Всесвіту".


4.2.1. Ентропія Всесвіту

Головним аргументом, який підтверджує теорію гарячого Всесвіту, є величина її ентропії. Вона з точністю до чисельного коефіцієнта дорівнює відношенню концентрації рівноважних фотонів n γ до концентрації баріонів n b.

Висловимо n b через критичну щільність і частку баріонів [65] :

n_b = \ frac {\ rho_cr} {m_p} = 1 {,} 124 \ cdot 10 ^ {-5} \ Omega_b h ^ 2_ {100},

де h 100 - Сучасне значення Хаббла, виражене в одиницях 100 км / (c Мпк), і, враховуючи, що для реліктового випромінювання з T = 2,73 К

n_ \ gamma \ approx 420 (1 + z) ^ 3 см -3,

отримуємо

\ Eta \ simeq n_b / n_ {\ gamma} \ approx 2 {,} 7 \ ​​cdot 10 ^ {-8} \ Omega_b h_ {100} ^ 2 \ sim 10 ^ {-9}.

Зворотній величина і є величина ентропії.


4.2.1.1. Перші три хвилини

Імовірно, з початку народження (або принаймні з кінця інфляційної стадії) і протягом часу, поки температура залишається не нижче 16 жовтня ГеВ (10 -10 с), присутні всі відомі елементарні частинки, причому всі вони не мають маси. Цей період називається періодом Великого об'єднання, коли електрослабкої і сильне взаємодії єдині [67].

На даний момент неможливо сказати, які ж саме частки присутні в той момент, але дещо все ж відомо. Величина η - Не тільки показник ентропії, а й характеризує надлишок частинок над античастицами [68] :

\ Frac {n_p-n_ {\ bar p}} {} n_p = 10 ^ {-9}.

У момент, коли температура опускається нижче 15 жовтня ГеВ , Ймовірно, виділяються X-і Y-бозони з відповідними масами.

Епоху Великого об'єднання змінює епоха електрослабкої об'єднання, коли електромагнітне і слабке взаємодії представляють єдине ціле. У цю епоху йде анігіляція X-і Y-бозонів . У момент, коли температура знижується до 100 ГеВ , Епоха електрослабкої об'єднання закінчується, утворюються кварки, лептони і проміжні бозони.

Настає адронний ера, ера активного народження і анігіляції адронів і лептонів. У цю епоху примітний момент кварк-адронного переходу або момент конфайнмента кварків, коли стало можливим злиття кварків в адрони. У цей момент температура дорівнює 300-1000 МеВ , А час від народження Всесвіту становить 10 -6 з .

Епосі адронной ери успадковує Лептонний ера - в момент, коли температура падає до рівня 100 МеВ , А на годиннику 10 -4 з . У цю епоху складу Всесвіту починає скидатися на сучасний, основні частки - це фотони, крім них є тільки електрони і нейтрино зі своїми античастицами, а також протони і нейтрони. У цей період відбувається одна важлива подія: речовина стає прозорим для нейтрино. Виникає щось на зразок реліктового фону, але для нейтрино. Але так як відділення нейтрино сталася раніше відділення фотонів, коли деякі види часток ще не проаннігіліровалі, віддавши свою енергію іншим, то й охолонули вони більше. До теперішнього часу нейтринний газ мав охолонути до 1,9 К , Якщо нейтрино не мають маси (або їх маси пренебрежимо малі).

При температурі Т ≈ 0,7 МеВ термодинамічна рівновага між протонами і нейтронами, що існував до цього, порушується і відношення концентрації нейтронів і протонів застигає на значенні 0,19. Починається синтез ядер дейтерію, гелію, літію. Через ~ 200 секунд після народження Всесвіту температура падає до значень, при яких нуклеосинтез більш неможливий, і хімічний склад речовини залишається незмінним до моменту народження перших зірок [67].


4.2.2. Проблеми теорії Великого вибуху

Незважаючи на значні успіхи, теорія гарячого Всесвіту стикається з низкою труднощів. Якби Великий вибух викликав розширення Всесвіту, то в загальному випадку могло б виникнути сильне неоднорідний розподіл речовини, чого не спостерігається. Так само теорія Великого Вибуху не пояснює розширення Всесвіту, вона приймає його як факт [69].

Теорія також припускає, що співвідношення числа частинок і античастинок на початковій стадії було таким, що дало в результаті сучасне переважання матерії над антиматерією. Можна припустити, що спочатку Всесвіт був симетрична - матерії і антиматерії була однакова кількість, але тоді щоб пояснити баріонної асиметрію необхідний деякий механізм баріогенеза, який повинен призводити до можливості розпаду протона, чого також не спостерігається [64].

Різні теорії Великого об'єднання припускають народження в ранньому Всесвіті великого числа магнітних монополів, до цього моменту також не виявлених [70].

Крім того, з теорії Великого вибуху слід сингулярність простору-часу в точці самого вибуху і, як наслідок, незастосовність будь-яких законів фізики в цій точці.

Деякими вченими (зокрема, Стівеном Хокінгом) для вирішення останньої проблеми була запропонована ідея комплексних координат простору-часу, де вимірюваному нами часу відповідала б уявна координата [71]. При цьому, всі закони фізики стають симетричними щодо заміни координат місцями ( t '2 = - t 2 ), Час перестає бути особливою координатою, світловий конус перетворюється на сферу нульового радіуса, і крапка Великого вибуху перестає бути особливою. Аналогічно, в географічних координатах Південний і Північний полюси є особливими точками, не будучи ними насправді.


4.3. Інфляційна модель

Теорії інфляції описують передбачувану стадію розширення Всесвіту, що почалася через ~ 10 -42 с після Великого Вибуху, що носить назву інфляційної стадії. Ця ідея дозволяє пояснити плоску геометрію простору. Крім цього теорія інфляції передбачає народження спостережуваного Всесвіту з маленької спочатку причинно-зв'язаної області, що пояснює однорідність і ізотропності Всесвіту. Хаббловском розширення ж стає рухом по інерції завдяки великій кінетичної енергії, накопиченої в ході інфляції.

Будь інфляційний розширення починається з планківських розмірів і часів, коли сучасні закони фізики починають адекватно описувати відбуваються в той період процеси. Єдина причина прискореного розширення в рамках ОТО - це негативний тиск. Такий тиск можна описати таким собі скалярним полем, званим інфлантоном. Зокрема, таким же чином можна описати і тиск фізичного вакууму (космологічну константу). Наприкінці інфляційної стадії це поле повинне розпадатися, інакше експоненціальне розширення ніколи не закінчиться.

Основний клас моделей інфляції грунтується на припущенні про повільне скачуванні: потенціал інфлантона повільно зменшується до значення, рівного нулю. Початкове значення може задаватися по-різному: це може бути значення початкових квантових збурень, а може бути строго фіксованим. Конкретний вид потенціалу залежить від обраної теорії.

Теорії інфляції також діляться на нескінченні і кінцеві у часі. У теорії з нескінченною інфляцією існують області простору - домени - які почали розширюватися, але через квантових флуктуацій повернулися в початковий стан, в якому виникають умови для повторної інфляції. До таких теорій відноситься будь-яка теорія з нескінченним потенціалом і хаотична теорія інфляції Лінде.

До теорій з кінцевим часом інфляції відноситься гібридна модель. В ній існує два види поля: перше відповідально за великі енергії (а значить за швидкість розширення), а друге за малі, що визначають момент завершення інфляції. У такому випадку квантові флуктуації можуть вплинути тільки на перше поле, але не на друге, а значить і сам процес інфляції кінцевий.

До невирішених проблем інфляції можна віднести скачки температури в дуже великому діапазоні, в якийсь момент вона падає майже до абсолютного нуля. Наприкінці інфляції відбувається повторний нагрів речовини до високих температур. На роль можливого пояснення такої дивної поведінки пропонується "параметричний резонанс" [72].


4.3.1. Мультівселенная

"Мультівселенная", "Великий Всесвіт", "Мультіверс", "Гіпервселенная", "Сверхвселенная", "Мультіленная" - різні переклади англійського терміна multiverse. З'явився він у ході розвитку теорії інфляції [73].

Області Всесвіту, розділені відстанями більше розміру горизонту частинок, еволюціонують незалежно один від одного. Будь-який спостерігач бачить тільки ті процеси, які відбуваються в домені, що дорівнює за обсягом сфері з радіусом, що становить відстань до горизонту частинок. В епоху інфляції дві області розширення, розділені відстанню близько горизонту, не перетинаються.

Такі домени можна розглядати як окремі всесвіти, подібні до нашої: вони точно так само однорідні і ізотропні на великих масштабах. Конгломерат таких утворень і є Мультівселенная.

Хаотична теорія інфляції припускає нескінченну різноманітність Всесвітів, кожна з яких може мати відмінні від інших Всесвітів фізичні константи [74]. В іншої теорії Всесвіти розрізняються по квантовому виміру [75]. За визначенням ці припущення не можна експериментально перевірити.


4.3.2. Альтернативи теорії інфляції

Освіта Всесвіту з точки зору теорії бран.

Модель космічної інфляції цілком успішна, але не необхідна для розгляду космології. У неї є противники, серед яких можна назвати Роджера Пенроуза. Їхні аргументи зводяться до того, що рішення, пропоновані інфляційної моделлю, залишають за собою втрачені деталі. Наприклад, ніяких фундаментальних обгрунтувань того, що обурення щільності на доінфляціонной стадії повинні бути саме такими малими, щоб після інфляції виникала спостерігається ступінь однорідності, ця теорія не пропонує. Аналогічна ситуація і з просторовою кривизною: вона дуже сильно зменшується при інфляції, але ніщо не заважало їй до інфляції мати настільки велике значення, щоб все-таки проявлятися на сучасному етапі розвитку Всесвіту. Іншими словами, проблема початкових значень не вирішується, а лише майстерно драпірується.

В якості альтернативи пропонуються такі екзотичні теорії, як теорія струн і теорія бран, а також циклічна теорія. Основна ідея цих теорій полягає в тому, що всі необхідні початкові значення формуються до Великого вибуху.

  • Теорія струн вимагає доповнити звичайне чотиривимірний простір-час ще кількома вимірами, які грали б роль на ранньому етапі Всесвіту, але зараз перебувають в компактіфіцірованнимі стані. На неминуче питання, чому ж ці вимірювання компактіфіцірованнимі, пропонується наступна відповідь: суперструн володіють T-дуальність, у зв'язку з чим струна "намотується" на додаткові виміри, обмежуючи їх розмір [76].
  • У рамках теорії бран (М-теорії) все починається з холодного, статичного пятімерной простору-часу. Чотири просторових виміру обмежені тривимірними стінами або три-брані, одна з цих стін і є простором, в якому ми живемо, в той час як друга брана прихована від сприйняття. Існує ще одна три-брана, "втрачена" десь між двома граничними брані в чотиривимірному просторі. Відповідно до теорії, при зіткненні цієї лайки з нашою вивільняється велика кількість енергії і тим самим утворюються умови для виникнення Великого вибуху [77].
  • Циклічні теорії постулюють, що Великий вибух не є унікальним у своєму роді, а має на увазі перехід Всесвіту з одного стану в інший. Вперше циклічні теорії були запропоновані в 1930-і роки. Каменем спотикання таких теорій став другий закон термодинаміки, згідно з яким ентропія може тільки зростати. А значить, попередні цикли були б набагато коротше і речовина в них було б набагато гарячіша, ніж в момент останнього Великого вибуху, що малоймовірно. На даний момент існує дві теорії циклічного типу, які зуміли вирішити проблему всезростаючої ентропії: теорія Стейнхардта-тюрків і теорія Баум-Фремптон.

4.4. Теорія еволюції великомасштабних структур

Освіта і колапс протогалактіческіх хмар у поданні художника.

Як показують дані по реліктовому фону, в момент відділення випромінювання від речовини Всесвіт був фактично однорідна, флуктуації речовини були вкрай малими, і це є значною проблему. Друга проблема - чарункова структура сверхскоплений галактик і одночасно сфероподобная - у скупчень менших розмірів. Будь-яка теорія, що намагається пояснити походження великомасштабної структури Всесвіту, в обов'язковому порядку повинна вирішити ці дві проблеми (а також вірно змоделювати морфологію галактик).

Сучасна теорія формування великомасштабної структури, як втім і окремих галактик, носить назви "ієрархічна теорія". Суть теорії зводиться до наступного: спочатку галактики були невеликі за розміром (приблизно як Магелланова хмара), але з часом вони зливаються, утворюючи все великі галактики.

В останні час вірність теорії поставлена ​​під сумнів і не в малій мірі цьому сприяв downsizing. Проте в теоретичних дослідженнях ця теорія є домінуючою. Найбільш яскравий приклад подібного вишукування - Millennium simulation (Millennium run) [78].


4.4.1. Загальні положення

Будь-яка теорія, так чи інакше, припускає, що всі сучасні освіти, починаючи від зірок і закінчуючи надскупченнями, утворилися в результаті колапсу початкових збурень. Класичним випадком є ​​нестійкість Джинса, в якій розглядається ідеальна рідина, яка створює гравітаційний потенціал відповідно до закону Ньютона. У цьому випадку з рівнянь гідродинаміки і потенціалу виходить, що розмір обурення, при якому починається колапс, становить [79]

\ Lambda_J = \ sqrt {\ frac {u_s ^ 2 \ pi} {G \ rho}} ,

де u s - швидкість звуку в середовищі, G - гравітаційна стала, а ρ - щільність невозмущенной середовища. Подібне розгляд можна провести і на тлі розширює Всесвіту. Через зручності в цьому випадку розглядають величину відносної флуктуації \ Delta = \ frac {\ delta \ rho} {\ rho} . Тоді класичні рівняння приймуть такий вигляд [79] :

\ Vartriangle \ Phi = 4 \ pi G \ rho \ delta ,
\ Frac {\ partial \ delta} {\ partial t} + Hx \ triangledown \ delta + \ triangledown v = 0 ,
\ Frac {\ partial v} {\ partial t} + Hv + H (x \ triangledown) v =- v_s ^ 2 \ triangledown \ delta - \ triangledown \ Phi .

У цієї системи рівнянь є тільки одне рішення, яке зростає з часом. Це рівняння поздовжніх коливань щільності:

\ Frac {\ partial ^ 2 \ delta} {\ partial ^ 2t} +2 H \ frac {\ partial \ delta} {\ partial t} + \ left (\ frac {k ^ 2} {a ^ 2} v_s ^ 2 -4 \ pi G \ rho \ right) \ delta = 0 .

З нього, зокрема, випливає, що нестабільними є флуктуації точно такого ж розміру, що і в статичному випадку. А ростуть обурення лінійним чином або слабкіше, залежно від еволюції параметра Хаббла і щільності енергії.

Модель Джинса адекватно описує колапс збурень в нерелятивистской середовищі, якщо їх розмір значно менше поточного горизонту подій (в тому числі і для темної матерії під час радіаційно-домінувало стадії). Для протилежних випадків необхідно розглядати точні релятивістські рівняння. Тензор енергії-імпульсу ідеальної рідини з урахуванням малих збурень густини

T ^ {\ mu} _ {\ nu} = (\ rho + \ delta \ rho + p + \ delta p) u ^ {\ mu} u_ {\ nu} - \ delta ^ {\ mu} _ {\ nu} ( p + \ delta p)

коваріантного зберігається, з чого випливають рівняння гідродинаміки, узагальнені для релятивістського випадку. Разом з рівняннями ОТО вони представляють вихідну систему рівнянь, що визначають еволюцію флуктуацій в космології на тлі рішення Фрідмана.


4.4.2. Епоха до рекомбінації

Виділених моментом в еволюції великомасштабної структури Всесвіту можна вважати момент рекомбінації водню. До цього моменту діють одні механізми, після зовсім інші.

Початкові хвилі щільності більше горизонту подій і не впливають на щільність матерії у Всесвіті. Але в міру розширення розмір горизонту порівнюється з довжиною хвилі обурення, як кажуть "хвиля виходить з під горизонту" або "входить під горизонт". Після цього процес її розширення - поширення звукової хвилі на розширенні тлі.

У цю епоху під горизонт входять хвилі з довжиною хвилі на нинішню епоху не більше 790 Мпк. Хвилі, важливі для формування галактик і їх скупчень, входять в самому початку цієї стадії.

У цей час речовина являє собою багатокомпонентну плазму, в якій є багато різних ефективних механізмів загасання всіх звукових збурень. Мабуть, найефективніший серед них в космології - загасання Силка. Після того, як всі звукові обурення пригнічені, залишаються лише адіабатичні обурення.

Якийсь час еволюція звичайної і темної матерії йдуть синхронно, але через взаємодію з випромінюванням температура звичайного речовини падає повільніше. Відбувається кінематичне і термічне поділ темної матерії і баріонів речовини. Передбачається, що цей момент настає при z = 10 5.

Поведінка Барион-фотонної компоненти після поділу і аж до закінчення радіаційної стадії описується рівнянням [80] :

\ Phi''+ \ frac {4} {\ eta} \ Phi '+ u_s ^ 2k ^ 2 \ Phi = 0 ,

де k - імпульс розглянутої хвилі. З його рішення випливає, що в ту епоху амплітуда збурень густини баріонів компоненти не росла і не спадала, а відчувала акустичні осциляції:

\ Delta_ {rad} \ propto-cos (u_sk \ eta) .

В цей же час темна матерія таких осциляцій не відчувала, так як не тиск світла, ні тиск баріонів і електронів не робить на неї впливу. Більше того, амплітуда її збурень зростає:

\ Delta_ {CDM} \ propto ln (k \ eta) .

4.4.3. Після рекомбінації

Після рекомбінації тиск фотонів і нейтрино на речовина вже дуже малий. Отже, системи рівнянь, що описують обурення темною і баріонів матерії, аналогічні:

δ '- k 2 v = 3Φ' ,
v '+ \ frac {2} {\ eta} v =- \ Phi .

Вже з схожості виду рівнянь можна припустити, а потім і довести, що різниця флуктуацій між темною і баріонів матерій прагне до константи. Іншими словами, звичайна речовина скочується в потенційні ями, сформовані темною матерією. Зростання збурень відразу після рекомбінації визначається рішенням

\ Delta = C_1 + \ frac {\ Omega_B} {\ Omega_ {CDM}} C_2 \ frac {1} {\ eta} + \ frac {C_3} {\ eta ^ 3} + C_4 \ eta ^ 2 ,

де С i - суть константи, що залежать від початкових значень. Як видно з вишенапісанного, на великих часах флуктуації щільності зростають пропорційно масштабному фактору:

\ Delta \ propto \ eta ^ 2 \ propto a (\ eta) .

Всі швидкості росту збурень, наведені у цьому параграфі і в попередньому, ростуть з хвильовим числом k, отже, при початковому плоскому спектрі збурень на стадію колапсу раніше виходять обурення найменших просторових масштабів, тобто першими утворюються об'єкти з меншою масою.

Для астрономії інтерес представляють об'єкти з масою ~ 10 5 M ʘ. Справа в тому, що при колапсі темної матерії утворюється протогало. Водень і гелій, які прагнуть до його центру, починають випромінювати, і при масах менших, ніж 10 5 M ʘ, це випромінювання викидає газ назад на околиці протоструктури. При великих масах запускається процес формування перших зірок.

Важливим наслідком початкового колапсу є те, що виникають зірки великої маси, що випромінюють в жорсткій частині спектра. Іспущенние жорсткі кванти в свою чергу зустрічаються з нейтральним воднем і іонізують його. Таким чином одразу після першого спалаху зореутворення відбувається вторинна іонізація водню.


4.4.4. Стадія домінування темної енергії

Припустимо, що тиск і щільність темної енергії не змінюється з часом, тобто вона описується космологічної константою. Тоді із загальних рівнянь для флуктуацій в космології випливає, що обурення еволюціонують таким чином:

\ Delta_M \ propto a ^ 3 \ frac {k ^ 2} {a ^ 2} \ Phi .

Враховуючи, що потенціал при цьому обернено пропорційний масштабному фактору a, це означає, що зростання збурень не відбувається і їх розмір незмінний. Це означає, що ієрархічна теорія не допускає структур більше нині можна побачити.

В епоху домінування темної енергії відбуваються два останні важливі події для великомасштабних структур: поява галактик, подібних Чумацькому шляху - це відбувається на z ~ 2, а трохи згодом - освіта скупчень і сверхскоплений галактик.


4.4.5. Проблеми теорії

Ієрархічна теорія - логічно випливає з сучасних, перевірених, уявлень про формування зірок і використовує великий арсенал математичних засобів, останнім часом зіткнулася з цілою низкою проблем, як теоретичного, так, що більш важливо, спостережної характеру [78].

  1. Найбільша теоретична проблема лежить в тому місці, де відбувається зшивання термодинаміки і механіки: без введення додаткових не фізичних сил неможливо змусити два гало з темної матерії злитися.
  2. Увійшовши формуються скоріше ближче до нашого часу, ніж до рекомбінації, проте не так давно виявлені абсолютно порожні простору розмірами в 300 Мпк вступають в дисонанс з цим твердженням.
  3. Також невчасно народжуються гігантські галактики, їх число в одиниці об'єму на великих z набагато більше того, що передбачає теорія. Більше того, воно залишається незмінним, коли по теорії має дуже швидко рости.
  4. Дані по найстарішим кульовим скупченням не хочуть миритися зі спалахом утворення зірок масою порядку 100М ʘ і воліють зірки типу нашого Сонця.

І це лише частина тих проблем, які постали перед теорією.


4.5. Теоретична доля Всесвіту

Всесвіт і в наші дні продовжує свою еволюцію, так як еволюціонують її частини. Час цієї еволюції для кожного типу об'єктів різниться більше, ніж на порядок. І коли життя об'єктів одного типу закінчується, то в інших усе тільки починається. Це дозволяє розбити еволюцію Всесвіту на епохи [81]. Однак кінцевий вигляд еволюційної ланцюга залежить від швидкості і прискорення розширення: при рівномірній або майже рівномірного швидкості розширення будуть пройдені всі етапи еволюції і будуть вичерпані всі запаси енергії. Цей варіант розвитку називається тепловою смертю.

Якщо швидкість буде все наростатиме, то, починаючи з певного моменту, сила, що розширює Всесвіт, спочатку перевищить гравітаційні сили, які утримують галактики в скупченнях. За ними розпадуться галактики і зоряні скупчення. І, нарешті, останніми розпадуться найбільш тісно пов'язані зоряні системи. Через деякий час, електромагнітні сили не зможуть утримувати від розпаду планети і більш дрібні об'єкти. Світ знову буде існувати у вигляді окремих атомів. На наступному етапі розпадуться і окремі атоми. Що піде за цим, точно сказати неможливо: на цьому етапі перестає працювати сучасна фізика.

Сценарій Великого стиснення

Вищеописаний сценарій - це сценарій Великого розриву. Існує і протилежний сценарій - Велике стиснення. Якщо розширення Всесвіту сповільнюється, то в майбутньому воно припиниться і почнеться стиснення. Еволюція і вигляд Всесвіту будуть визначатися космологічними епохами до того моменту, поки її радіус не стане в п'ять разів менше сучасного. Тоді всі скупчення у Всесвіті утворюють єдине мегаскопленіе, проте галактики не втратять свою індивідуальність: в них все також буде відбуватися народження зірок, будуть спалахувати наднові і, можливо, буде розвиватися біологічне життя. Всьому цьому прийде кінець, коли Всесвіт стисне ще в 20 разів і стане в 100 разів менше, ніж зараз; в той момент Всесвіт буде являти собою одну величезну галактику.

Температура реліктового фону досягне 274К і на планетах земного типу почне танути лід. Подальше стиснення призведе до того, що випромінювання реліктового фону затьмарить навіть центральне світило планетарної системи, випалюючи на планетах останні паростки життя. А незабаром після цього випаруються або будуть розірвані на шматки самі зірки і планети. Стан Всесвіту буде схоже на те, що було в перші моменти її зародження. Подальші події будуть нагадувати ті, що відбувалися на початку, але змарнував у зворотному порядку: атоми розпадаються на атомні ядра й електрони, починає домінувати випромінювання, потім починають розпадатися атомні ядра на протони і нейтрони, потім розпадаються і самі протони і нейтрони на окремі кварки, відбувається велике об'єднання. У цей момент, як і в момент Великого вибуху, перестають працювати відомі нам закони фізики і подальшу долю Всесвіту передбачити неможливо.


4.5.1. Космологічні епохи

Введемо поняття космологічної декади (η) як десятковий показник ступеня віку Всесвіту в роках:

τ = 10 η років
4.5.1.1. Епоха зірок (6 <η <14)

Нинішня епоха, епоха активного народження зірок, закінчиться рівно в той момент, коли галактики вичерпають всі запаси міжзоряного газу; в цей же час закінчать свій шлях і маломасивні зірки - червоні карлики, - повністю вичерпавши свої джерела горіння.

Набагато раніше потухне Сонце. Але спочатку воно перетвориться на червоного гіганта, поглинувши Меркурій і, ймовірно, Венеру. Земля ж, якщо не розділить їх долю, розжариться настільки, що буде представляти собою суцільний згусток лави.

4.5.1.2. Епоха розпаду (15 <η <39)

Якщо в попередній стадії основні об'єкти Всесвіту - зірки, подібні до нашого Сонцю, то в епоху розпаду - білі і коричневі карлики, і зовсім небагато нейтронних зірок і чорних дір. Звичайних зірок немає взагалі, вони всі дійшли до кінцевого етапу своєї еволюції: білі карлики, нейтронні зірки, чорні діри.

Якщо в минулій стадії горіння водню було найпоширенішим процесом, то в цю епоху його місце в коричневих карликів, та і йде воно набагато повільніше. Нині панують процеси анігіляції темної матерії і розпад протонів.

Галактики також сильно відрізняються від нинішніх: всі зірки вже неодноразово стикалися один з одним. Та й розмір галактик значно більше: всі галактики, що входять до складу локального скупчення, злилися в одну.


4.5.1.3. Епоха чорних дір (40 <η <100)

На цьому етапі фактично вся речовина являє собою море елементарних частинок. І лише в деяких куточках Всесвіту продовжують жити нейтронні зірки. На перший план виходять чорні діри.

За попередні декади вони аккреціровалі на себе речовину. У цю епоху вони тільки випромінюють. Основних механізмів тут два: зіткнення двох чорних дір і наступне злиття вивільняють значну гравітаційну енергію, утворюються гравітаційні хвилі. Другим механізмом є Випромінювання Хокінга : завдяки своїй квантовій природі, деяким фотонам вдається пробиратися за горизонт подій. Разом з фотоном чорна діра втрачає і масу, а втрата маси веде до ще більшого потоку фотонів. У якийсь момент гравітація більше не може утримувати фотони світла під горизонтом подій, і чорна діра вибухає, викидаючи останні залишки фотонів [81].

Однак можливий і інший сценарій. Чорні діри можуть утворювати свої скупчення і надскупчення, і точно також вони будуть зливатися. У результаті утворюється гігантська чорна діра, яка буде жити фактично вічно. Можливо, під дією гравітації вона розігріється до Планковской температури і досягне Планковской щільності і стане причиною чергового Великого вибуху, давши початок нового Всесвіту.


4.5.1.4. Епоха вічної пітьми (η> 101)

Цей час вже без будь-яких джерел енергії. Збереглися тільки залишкові продукти всіх процесів, що відбуваються в минулих декадах: фотони з величезною довжиною хвилі, нейтрино, електрони і позитрони. Температура стрімко наближається до абсолютного нуля. Час від часу позитрони та електрони утворюють нестійкі атоми позитронно, довгострокова доля їх - повна анігіляція.

4.6. Проблеми сучасних моделей

Питання про форму Всесвіту є важливим відкритим питанням космології. Говорячи математичною мовою, перед нами стоїть проблема пошуку тривимірної топології просторового перетину Всесвіту, тобто такої фігури, яка найкращим чином представляє просторовий аспект Всесвіту. Загальна теорія відносності як локальна теорія не може дати повної відповіді на це питання, хоча деякі обмеження вводить і вона.

По-перше, невідомо, чи є Всесвіт глобально просторово плоскою, тобто застосовні чи закони Евклідової геометрії на найбільших масштабах. В даний час більшість космологів вважають, що спостерігається Всесвіт дуже близька до просторово плоскою з локальними складками, де масивні об'єкти спотворюють простір-час. Цю думку було підтверджено останніми даними WMAP, що розглядають "акустичні осциляції" в температурних відхиленнях реліктового випромінювання.

По-друге, невідомо, чи є Всесвіт однозв'язна або многосвязной. Відповідно до стандартної моделі розширення, Всесвіт не має просторових кордонів, але може бути просторово кінцева. Це може бути зрозуміле на прикладі двовимірної аналогії: поверхня сфери не має кордонів, але має обмежену площу, причому кривизна сфери постійна. Якщо Всесвіт дійсно просторово обмежена, то в деяких її моделях, рухаючись по прямій лінії в будь-якому напрямку, можна потрапити в відправну точку подорожі (в деяких випадках це неможливо через еволюції простору-часу [82]).

По-третє, існують припущення, що Всесвіт спочатку народилася обертається. Класичним поданням про зародження є ідея про ізотропності Великого вибуху, тобто про поширення енергії однаково на всі боки. Однак з'явилася і отримала деяке підтвердження конкуруюча гіпотеза: група дослідників з Мічиганського університету під керівництвом професора фізики Майкла Лонго (Michael Longo) встановила, що спіральні рукави галактик, закручені проти годинникової стрілки, зустрічаються на 7% частіше, ніж галактики з "протилежного орієнтацією", що може свідчити про наявність початкового моменту обертання Всесвіту. Дана гіпотеза повинні бути також перевірена спостереженнями в Південній півкулі [83].


5. Історія відкриття Всесвіту

З ранніх часів людина замислювався про пристрій навколишнього світу як єдиного цілого. І в кожній культурі воно розумілося і уявлялося по-різному. Так, у Вавилоні життя на Землі тісно пов'язували з рухом зірок, а в Китаї ідеї гармонії переносилися на весь Всесвіт.

Розвиток цих уявлень в різних частинах світу йшло по-різному. Але якщо в Старому Світі накопичені знання та уявлення в цілому нікуди не зникли, лише передаючись від однієї цивілізації до іншої, то про Новому Світі такого сказати не можна. Виною тому - колонізація Америки європейцями, нищила багато пам'ятників древніх культур.

У період Середньовіччя уявлення про світ як про єдине ціле не зазнає істотних змін. І тому дві причини. Перша - сильний тиск ортодоксальних богословів, характерне як для католицької Європи, так і для ісламського світу. Друга - спадщина минулого, коли уявлення про світ будувалися з якихось філософських концепцій. Необхідно було усвідомити, що астрономія була частиною фізики.

Перший значний поштовх у бік сучасних уявлень про Всесвіт зробив Коперник. Другий за величиною внесок внесли Кеплер і Ньютон. Але воістину революційні зміни в наших уявленнях про Всесвіт відбуваються лише в XX столітті.


5.1. Давня космографія і рання астрономія

5.1.1. Цивілізації Азії і Середземномор'я

5.1.1.1. Межиріччя
Імовірно карта світу у древніх шумерів.

На відносно невеликій території між Тигром і Євфратом, послідовно змінюючи один одного, існували кілька культур. Кожна з них була потужним центром, вплив якого простиралося значно далі кордонів держав.

Найдавніша культура Месопотамії - шумеро-аккадської (від назви двох частин території, південній та північній). Їх уявлення про структуру світу не представляє чогось оригінального. Ідея світового дерева, щось зв'язує всі пласти світу в єдине ціле і є початком почав, досить поширена серед багатьох народів.

У шумерів існувало три світи - світ божественний (мир неба), світ людський і світ підземний. Світове дерево (частіше за все воно зображено у вигляді гори) проходило крізь кожен, об'єднуючи їх і будучи центром відліку для чотирьох сторін світу. Цікавим фактом є й те, що в текстах ці сторони зміщені. Тобто їх "північ" - це наш північний захід, "захід" - південний захід і т.д [84].

До цих пір не знайдено шумерських міфів про створення світу. Зате такий міф відомий у аккадцев та їх близьких родичів - ассірійців - "Енума еліш". Мета створення міфу - прославляння вавілонського бога, або переказ історії створення життя, в даний час не відома. У самому ж міфі розповідається про подвиг бога Мардука в ході створення світу, відображаються космогонічні світогляду і астрономічні пізнання аккадцев. Так, після перемоги над Тіамат (уособленням хаосу) Мардук створює небо і землю:

 Він твердий рік встановив і наказав 
Його на місяці ділити.
Дванадцять місяців призначив він на рік.
Їм три зірки надав,
Щоб вони сезонів зміну представляли.
Місяці він наказав світити,
Щоб ніч сліпу висвітлювати
І, будучи нічним світилом,
Щоб днів число визначати.

Це, разом зі структурою епічної поеми про Гільгамеша дає право припускати, що 12 сузір'їв Зодіаку були відомі вже тоді [85].

Пізніші пам'ятки дають можливість реконструювати систему космогонічних поглядів. Все небо ділиться на кілька частин: "верхнє небо (Ану)", "середнє небо" і "нижнє небо". "Нижня небо" - це видиме людям, "середнє", в центрі якого знаходилася ціла Мардука, належить Ігігов, а на "верхньому" жили боги [86].

Мир на землі, згідно шумеро-аккадским уявленнями, був лише відображенням світу на небі. Прообрази всього сущого - країн, річок, міст, храмів - існують на небі у вигляді зірок, земні предмети являють собою лише віддзеркалення небесних. Приміром, в одному сузір'ї розташований небесний Тигр, в іншому - небесний Євфрат, місту Сіппар відповідало сузір'я Рака.

Природним наслідком з такого світогляду стало народження астрології. Однак майже до початку нової ери вона залишалася Мундалі і займалася віщуванням подій лише державного масштабу; ідея індивідуального гороскопу не була знайома ассірійським астрологів.


5.1.1.2. Стародавній Єгипет
Зображення Нут, богині неба

Серед дійшли до нашого часу міфів стародавнього Єгипту значну частину складають міфи про створення світу. Ці оповіді надзвичайно різноманітні. По одному переказами, сонце народжується від небесної корови, за іншим - виходить з лотоса, по-третє - з гусячого яйця. Цікаво, що спільним є уявлення про первісний хаос, з якого виходили ті чи інші боги і творці і створювали світ [87].

Мабуть, ранні космогонічні уявлення в стародавньому Єгипті відображають матріархальний уклад того часу. На це вказують дві обставини:

  1. Багато міфів говорять про богиню-матері. Покровителями верхнього і нижнього Єгипту були також богині. У більш пізніх текстах пірамід можна знайти згадки прославляють богиню Нут, ніколи шанованих найбільшою матір'ю і самого сонця, і цілому світові.
  2. Також у багатьох міфах є мотив проковтування. За більш пізнім джерелами можна судити, що цей мотив пов'язаний з уявленнями про зачаття.

Пізніші міфи несуть риси переміг патріархату: у них вже не знаходиться місця для жінок-майстринь. А в більшості з них богині з'являються вже тільки в другому поколінні богів, та й тільки як доповнення до своїх подружжю. Способи появи світу також відрізняються, і в них також немає місця тому мотиву зачаття, що був у ранніх [87].

Простір світу не було для єгиптян однорідним і ізотропним. Кожен великий храм вважався особливим місцем, "згустком буття". Особливими місцями були і піраміди зі своєю складною і загадкової топологією. А вплив напрямку течії Ніла з півдня на північ було вкрай сильним. Настільки, що коли єгипетські війська побачили Євфрат, поточний у зворотний бік, вони назвали його перевернутої рікою (Му кеду, досл. "Перевернута вода", трансліт. егип. mw-qd.w) [88].

Дні ділилися нещасливі, небезпечні й щасливі. Таким чином час теж не було однорідним. Пов'язано це з міфічними подіями божественної драми, що відбувалася в доісторичну епоху. Так, три дні в кінці третього місяця повені вважалися щасливими. У цей час закінчується боротьба Хору і Сета, і Хор отримує у володіння Єгипет. Тринадцятий день місяця, день гніву богині Сехмет, вважався небезпечним днем.

Разом з тим була усвідомлена і циклічність часу, стабільність його ритму: щоденна зміна дня і ночі, стабільні розливи Нілу, майже співпадали з геліакіческім сходом Сотиса ( Сіріус).


5.1.1.3. Стародавня Греція
"Фігура небесних тіл" - ілюстрація геоцентричної системи світу Птолемея, зроблена португальським картографом Бартоломеу Велью в 1568. Зберігається в Національній бібліотеці Франції.

Стародавня Греція, як і багато інші стародавні цивілізації, створила своє уявлення про Всесвіт. Але унікальність стародавньої Греції полягала в тому, що вона мала не одну модель: різні філософські школи висунули вкрай різні моделі світу, і кожна була тим чи іншим чином "аргументована".

Ранні філософські школи виділяли ті чи інші речовини або фігури як основоположні. Через ці основи і будувалися ранні уявлення про Всесвіт. Так, то земної диск плаває у воді, як це було у Фалеса з Мілета, то просто циліндр плаває в нескінченному просторі, як це було у Анаксимандра і т. д.

Піфагорійці запропонували піроцентріческую модель Всесвіту, в якій зірки, Сонце, Місяць і шість планет обертаються навколо Центрального Вогню (Гестії). Щоб у сумі вийшло священне число - десять - сфер, шостий планетою оголосили Протівоземля (Антіхтон). Як Сонце, так і Місяць, з цієї теорії, світили відбитим світлом Гестії [89]. Ця система світу була описана Філолай Кротонскім.

Більшість давньогрецьких вчених, однак, були прихильниками геоцентричної системи світу, також заснованої піфагорійцями.

Відстані між світилами в піфагорійців відповідали музичним інтервалам в гаммі; при обертанні їх звучить "музика сфер", не чутна нами. Піфагорійці вважали Землю кулястої, а деякі з них ( Екфант і Гікет із Сіракуз) - навіть обертається навколо осі, від чого і відбувається зміна дня і ночі.

Платон (бл. 428-бл 347) аналізував весь світ через призму своїх уявлень про духовну сутність. Неминуче це позначалося і на устрій світу. Зірки у нього були "божественними сутностями" з тілом і душею. Їх видима форма - це вогонь, і він світить для того, щоб вони виглядали найяскравішими і прекрасними. А для подібності з суцільним вони були створені куляста. Космос у поданні Платона не вічний, бо все, що відчувається, є річ, а речі старіють і вмирають. Більше того, саме Час народилося разом з Космосом.

Платон же першим запропонував розкласти нерівномірні руху світил на "скоєні" рух по колу. На цей заклик відгукнувся Евдокс Кнідський. У своїх (незбережених) творах він виклав теорію гомоцентріческіх сфер - кінематичну схему руху планет, що пояснює зворотній рух планет (з декількома накладеними круговими рухами) всього по чотирьох сфер, в центрі яких знаходилася Земля.

Структура Всесвіту за Арістотелем. Цифрами позначені сфери: землі (1), води (2), повітря (3), вогню (4), ефіру (5), перводвигатель (6). Масштаб не дотримано

Космологічну систему, імевщую велике значення в Середньовіччя, створив Аристотель. Він вважав, що небесні тіла переносяться в своєму русі твердими небесними сферами, до яких вони прикріплені. На його думку, все, що рухається, приводиться в рух чимось зовнішнім, яке, в свою чергу, також чимось рухається, і так далі, поки ми не дійдемо до двигуна, який сам по собі нерухомий - до першодвигун. Землю він вважав нерухомою.

Гераклід Понтійський (2-я половина IV століття до н. е..) припускав обертання Землі навколо осі. Крім того, на підставі дійшли до нас убогих відомостей можна припустити, що Гераклід вважав Венеру і Меркурій обертаються навколо Сонця, яке, в свою чергу, обертається навколо Землі. Існує й інша реконструкція система світу Геракліда: і Сонце, і Венера, і Земля обертаються по колах навколо єдиного центру, причому період одного оберту Землі дорівнює року [90]. У такому випадку теорія Геракліда була органічним розвитком системи світу Филолая і безпосереднім попередником геліоцентричної системи світу Аристарха.

У першій половині III ст до н.е. Аристарх Самоський запропонував геліоцентричну систему світу. Виходячи з геліоцентричної системи і ненаблюдаемости річних параллаксов зірок він зробив висновок, що відстань від Землі до Сонця дуже малий в порівнянні з відстанню від Сонця до зірок. Крім того, він запропонував метод вимірювання відстані до Сонця і Місяця і їх розмірів. За його оцінкою, Земля за обсягом в 250 разів менше Сонця. Хоча чисельно він і помилився, його метод дозволив встановити, що Земля набагато менше Сонця.

З III століття до н. е.. грецька наука засвоїла досягнення вавілонян, у тому числі досягнення в астрономії та математики. Але греки пішли значно далі. Близько 230 року до н. е.. Аполлоній Пергський розробив новий метод представлення нерівномірного періодичного руху через базову окружність - деферент - і кружляють навколо деферента вторинну окружність - епіцикл; саме світило рухається по епіциклу. В астрономію цей метод ввів Гіппарх, який працював на Родосі.

У I столітті до н. е.. Гемин оприлюднив думку, що зірки тільки здаються лежать на одній сфері, а насправді вони розташовуються на різних відстанях від Землі. Є всі підстави вважати, що ця думка також зародилося раніше, в III або II столітті до н. е.., оскільки воно асоціюється з можливістю існування власних рухів зірок, можливість яких припускав Гіппарх : наявність таких рухів несумісне з поданням про зірок як про тіла, закріплених на одній сфері.

Епіцикл і деферент згідно теорії вкладених сфер.

Після тривалого занепаду в кінці I в н. е.. - Початку II в н. е.. поновлюються дослідження небесних і розробка моделей світу. Теона Смирнский описує теорію вкладених сфер - фізичну теорію, яка намагається пояснити теорію епіциклів. Суть її в наступному. Уявімо собі дві зроблені з твердого матеріалу концентричні сфери, між якими поміщена маленька сфера. Середнє арифметичне радіусів великих сфер є радіусом деферента, а радіус малої сфери - радіусом епіциклом. Обертання двох великих сфер змусить маленьку сферу обертатися між ними. Якщо помістити на екватор малої сфери планету, то її рух буде в точності таким, як в теорії епіциклів; таким чином, епіцикл є екватором малої сфери.

Цій теорії, з деякими модифікаціями, дотримувався і Птолемей. Вона описана в його праці Планетні гіпотези [91]. Там зазначається, зокрема, що максимальна відстань до кожної з планет одно мінімального відстані до планети, наступної за нею, тобто максимальна відстань до Місяця дорівнює мінімальному відстані до Меркурія і т. д. Максимальна відстань до Місяця Птолемей зміг оцінити за допомогою методу, аналогічного методу Аристарха : 64 радіуса Землі. Це дало йому масштаб всього Всесвіту. У результаті вийшло, що зірки розташовані на відстані близько 20 тисяч радіусів Землі. Птолемей також зробив спробу оцінити розміри планет. У результаті випадкової компенсації ряду помилок Земля у нього виявилася середнім за розміром тілом Всесвіту, а зірки - мають приблизно той же розмір, як і Сонце.

На думку Птолемея, сукупність ефірних сфер, що належать кожній з планет - це розумне істота жива істота, де сама планета виконує роль мозкового центру; вихідні від нього імпульси (еманації) приводять у рух сфери, які, в свою чергу, переносять планету. Птолемей наводить таку аналогію: мозок птиці посилає в її тіло сигнали, що змушують рухатися крила, що несуть птицю по повітрю. При цьому Птолемей відкидає точку зору зору Аристотеля про перводвигатель як причини руху планет: небесні сфери здійснюють руху по своїй волі, і тільки сама зовнішня з них приводиться в рух перводвигателем [92].

Були й інші спроби надати фізичний зміст теорії епіциклів, які також грунтувалися на геоцентричної системи світу [93].

Розвивалися також погляди, що виходять за рамки геоцентризму. Так, Птолемей дискутує з деякими вченими (не називаючи їх по імені), які передбачають добове обертання Землі. Латинську автор V ст. н. е.. Марциан Капела в творі Шлюб Меркурія і філології описує систему, в якій Сонце звертається по колу навколо Землі, а Меркурій і Венера - навколо Сонця.



5.1.1.4. Давня Індія

Важливі відомості про космологічних уявленнях давніх індусів зберігаються в Бхагавата-пурана. Дослівна її трактування призводить до численних суперечностей і логічним проблема всередині самого тексту. Річард Томпсон в циклі своїх робіт показав, що більшість з них зникають, якщо розглядати текст як художній опис ланцюжка різних проекцій.

Так, модель Сонячної системи - геоцентрична модель, нині носить назву системи Тихо Браге: всі планети крім Землі обертаються навколо Сонця, а саме Сонце навколо Землі. Відомі на той момент планети це Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн, тобто все, видимі неозброєним оком. Найдальша орбіта у Сатурна, вона ж оголошується тією межею, до якої поширюється світло. Примітно, що зазначені розміри орбіт всіх відомих планет по порядку узгоджуються з сучасними вимірами, в той час як вчені античної та середньовічної епох сильно занижували масштаби сонячної системи. Однак, істинних масштабів Всесвіту стародавні індуси собі не представляли: як і в стародавній Греції зірки вважалися чимось близьким, а їх світло - це відбите світло Сонця.

Опис Землі - це проекція глобуса на площину, з нанесеною видимим рухом Сонця - екліптикою. Більш пізніше розуміння Землі як плоского диска пов'язано, по всій видимості, з деградацією розуміння це описи: воно починає розумітися буквально. Річард Томпсон, посилаючись на сторонні дослідження також зазначає, що така деградація відбувалася повсюдно. Є непрямі вказівки, що розмір Землі та її форми теж розумілися правильно. Але при цьому вона вважалася нерухомою. У набагато більш пізній період індійський учений Арьябхата у своєму трактаті, виданому в 499 році, припустив, що Земля обертається навколо своєї осі, проте надалі ця гіпотеза не отримала широкого розповсюдження.

Крім цього, світ, як і у більшості народів ділиться на вертикальні шари, які з'єднує "світове дерево", в даному випадку гора, на якій розташований замок Брахми. Ці шари в ведах називаються Локі. І їх розуміння вже не матеріалістичний, а езотеричне, духовне: у міру зростання душа переміщалася на більш високий ярус. Індуїсти вважали, що наш світ не один, таких нескінченна безліч, але зв'язок їх нематеріальна, а духовна. Можна сказати, що наш світ це точка в духовному континуумі.


5.1.2. Цивілізації Північної і Південної Америк

5.1.2.1. Месоамерика
Ацтекская піктограма "Мир" з Кодексу Теллеріано-Ременсіс.

До цивілізаціям Месоамерики відносяться Ацтеки, Майя, Міштеки, Ольмеки, Пурепеча, Сапотеки, Тольтеки, Тотонакі, Уастекі, Чичимеков. І хоча навіть в рамках однієї цивілізації в різних сферах життя відмінності могли бути величезні, але що стосується загальних уявлень про світ, то тут спостерігається єдність поглядів з незначними відхиленнями.

Месоамеріканци дуже рано почали проводити точні астрономічні спостереження, зазвичай це пов'язують з сільськогосподарськими потребами. Вони точно могли обчислювати сонячні і місячні затемнення, а також координати Венери на небі. Також був створений точний календар.

Однак, значне місце в месоамеріканскіх уявленнях займають не результати спостережень, а астрологія і календар [94]. Так, ідея циклічності, закладена в календарі, перекладається на всі події цього світу, періоди цих повторень пов'язані зі священними числами для месоамеріканцев, такими як 400, 20, 52. Циклічність також присутній і в космогонії: світ руйнується і відтворюється знову. Усього таких циклів було чотири, поточний - п'ятий. Якщо вважати, що дата початку хронологією встановлена ​​вірно, то кінець поточного циклу припадає на 2012 р [95].

Пристрій світу також були схожими: світ має вертикальне і горизонтальне поділ. У проекції це чотирикутник, кути якого орієнтовані на сторони світу. Через центр світу проходить світове дерево, що з'єднує 13 небесних світів, наземний світ і 9 підземних. Кожна частина світу мала свого бога і колір, які різнилися в різних народів. Народження світу давала боротьба двох протилежних начал: добра і зла, світла і темряви і т. д. [96]


5.1.2.2. Інки
Космологія інків. Три світу: Ханан Пача, Кай Пача, Уку Пача.

Світ інків вкрай сильно відрізнявся від уявлень про світ, поширених в Європі і Азії. Вони по іншому уявляли собі навколишній світ, по іншому їм бачилися масштаби Всесвіту.

Для інків час поєднувалося з простором, як це виражається вже в самому слові на мові кечуа "pacha", що значить час і простір (довжина, ширина і глибина) одночасно, тобто в одному слові відображено значення відразу чотирьох вимірів і уявлення про статиці і динаміці. Ця синонімія між часом і простором означає, що перше показувалося конкретно і проектувалося на географічний простір. Час Пача поділялося на: справжнє - Пача, і минуле-майбутнє - ньявпа-Пача. І воно показується йде по колу:

  • як тому, це означає термін awpa pacha - минулий час,
  • так і вперед, бо це ж слово означає майбутнє час і простір попереду.

Близькими до терміну ньявпа були: Урін - давнє і невидима зона, і хана - недавнє і видима зона.

У поданні інків існувало три світи: Ханан Пача, Кай Пача, Уку Пача. Горизонт (в умовах гористої місцевості це була не тільки горизонтальна лінія, а й вертикальні і будь-які інші) називався кінрай, в свою чергу передбачувана за горизонтом земля, не видима спостерігачем, називалася кінрайнін [97].

Походження / початок світу називалося - Паккарік Пача.

Просторово північ у інків перебував внизу, а південь - вгорі [98].

У доколумбової світі, де час показано конкретно, поняття " нуля "не співвідноситься з поняттям" ніщо ", як наш" нуль ", а співвідноситься чимось конкретним і предметним. Уже сам по собі символ" нуль "у інків і майя є чимось відчутним: це шнур без вузла для інків, раковина для майя і кукурудзяний качан для ацтеків. Іншими словами - початок чогось. [99]

Як показав новий аналіз мови і жестів аймара американськими вченими, індіанці представляють час навпаки: в уявній просторово-часовій шкалі майбутнє для них залишається позаду, а минуле ще тільки належить побачити.


5.2. Середньовіччя

5.2.1. Європа

У Середні століття в католицькій Європі панувала геоцентрична система світу з Птолемею. Ця система вкупі з поглядами Аристотеля одержала офіційне визнання і підтримку з боку Церкви і Папського престолу. Одним з головних популяризаторів системи гомоцентріческіх сфер Аристотеля був знаменитий філософ і богослов Фома Аквінський [100]. Він вважав цю систему єдино правильною; епіцикли і ексцентров, закріплені в науці Птолемеєм, вважалися "неминучим злом", зручною математичної фікцією, створеної для зручності розрахунків.

У той же час в Європі почали виникати університети. Незважаючи на те, що вони перебували в тій чи іншій мірі під контролем католицької Церкви, вони стали головними центрами наукової думки, сприяли розвитку і накопиченню знань про пристрій світобудови [101].


5.2.2. Ісламський світ

Манускрипт Кутб ад-Діна аш-Ширазі, який ілюструє його теорію планетних рухів.

В області натуральної філософії та космології більшість арабських вчених слідували вченню Аристотеля. В його основі лежало розбиття Всесвіту на дві принципово різні частини - підмісячний і надлунний світ. Підмісячний світ - це область мінливого, непостійного, що минає, навпаки, надлунний, небесний світ - це область вічного і незмінного. З цією виставою пов'язана концепція природних місць. Існує п'ять видів матерії, і всі вони мають свої природні місця в межах нашого світу: елемент землі - в самому центрі світу, далі йдуть природні місця елементів води, повітря, вогню, ефіру.

В області космології вчені країн ісламу були прихильниками геоцентричної системи світу. Однак велися суперечки щодо того, який її варіант слід віддати перевагу: теорію гомоцентріческіх сфер або теорію епіциклів.

У XII - початку XIII століття теорія епіциклів піддалася масованій атаці з боку арабських філософів і вчених Андалусії. Цей рух іноді називається "Андалусійскім бунтом" [102]. Його засновником був Мухаммад ібн Баджо, відомий в Європі як Авемпац (пом. 1138), справу продовжив його учень Мухаммад ібн Туфайль (бл. 1110-1185) та учні останнього Hyp ад-Дін аль-Бітруджі (пом. у 1185), відомий також як Альпетрагій, і Аверроес; до їх числа можна віднести і Маймоніда, представника іудейської громади Андалусії. Ці вчені були переконані, що теорія епіциклів, незважаючи на всі її переваги з математичної точки зору, не відповідає дійсності, оскільки існування епіциклів і ексцентричних деферентів суперечить фізиці Аристотеля, згідно з якою єдиним центром обертання небесних світил може бути тільки центр світу, що співпадає з центром Землі.

Однак і модель епіциклів в її птолемеевскую варіанті (теорії бисекции ексцентриситету) не могла повністю задовольнити астрономів. У цій теорії для пояснення нерівномірності руху планет передбачається, що рух центру епіциклом по деференту виглядає рівномірним при спостереженні не з центру деферента, але деякою точки, яка називається еквантом, або зрівнює точкою. При цьому Земля також знаходиться не в центрі деферента, а зміщена в бік симетрично точці еквант щодо центру деферента. У теорії Птолемея кутова швидкість центру епіциклом щодо еквант незмінна, а при спостереженні з центру деферента кутова швидкість центру епіциклом при русі планети змінюється. Це суперечить загальній ідеології докеплеровой астрономії, згідно з якою всі рухи небесних тіл складаються з рівномірних і кругових.

Мусульманські астрономи (починаючи з ібн ал-Хайсама, XI століття) відзначили ще одну, суто фізичну труднощі теорії Птолемея. Відповідно до теорії вкладених сфер, яку розвивав і сам Птолемей, рух центру епіциклом по деференту уявлялося як обертання деякої матеріальної сфери. Проте абсолютно неможливо уявити собі обертання твердого тіла навколо осі, що проходить через її центр, щоб швидкість обертання була незмінною щодо деякої точки за межами осі обертання.

Були спроби вийти і за межі геоцентричної системи, однак, вони зустрічали значний опір ортодоксальних богословів, які відкидали будь-які натурфілософські теорії як суперечать тезі про всемогутність Аллаха.


5.2.3. Русь

Картина світу з Косме Индикоплова (з "Християнської топографії")

Уявлення про світ в ранньої християнської Русі було тісно пов'язане з богослов'ям. Необхідно було пояснити навколишній світ і не увійти в суперечність зі Святим Письмом. Ще в VI ст. з'явилася рукопис "Християнська топографія" за авторством купця з Олександрії Косми Индикоплова. У самій Візантії до неї не ставилися серйозно. Патріарх Фотій писав болгарському царю Михайлу про неї як про не заслуговує уваги, вказував на абсурдність ув'язнених у ній уявлень про небо і бачив в автора "більш оповідача байок, ніж оповідача істини". Однак у Західній Європі твір дістав широке поширення. У домонгольський період воно проникло на Русь і залишалося в авторитеті аж до XVII ст [103].

Косма Індікоплов відкидав гіпотезу про кульоподібна Землі і всю систему Птолемея, називаючи такі думки "круглообразной єрессю". Обгрунтовував це він тим, що в Святому Письмі говориться - ангели по Другому приході скликатимуть трубним звуком народи "від кінець небес до кінець їх". І якщо Земля колоподібно, то і небо кругообразно, тобто не має краю, а це суперечить Писанню. Далі, якщо небо "кругообразно" і, отже, не торкається краями до земної кулі, то як же тоді люди при загальному воскресінні будуть сходити від землі під час Другого пришестя? На думку Косми Земля мала форму прямокутника. Зверху цей прямокутник підноситься в гору, верхівка якої нахилена на північний захід, і по схилу цієї землі-гори від півночі до півдня живуть різні народи. При проходженні Сонце виявляється ближче до південних земель, ніж до північних. Навколо ж Землі розташований океан, і на його краю підноситься тверда, але прозора стіна небесного зводу, безпосередньо змикаються з заокеанської землею.

Крім твори Косми Индикоплова була й інша книга - "Шестоднев", що дійшла до нас в стародавній рукописи, висхідній до 1263 Автор "Шестоднева" - Іоанн, екзарх Болгарський [103]. Дана праця набагато суперечливіші, ніж перший. З одного боку Іоанн викладає погляди схожі на погляди Косми, проте є натяки і на те, що автор уявляє собі Землю як кулю. Також, на відміну від Косми, він відрізняє планети від зірок.

Третє космографію твір Давньої Русі знаходиться в книзі Івана Дамаскина "Точний виклад православної віри". Погляди, викладені в ній, уже прямо протилежні поглядам Косми: Зодіак описується у всіх подробицях, описуються астрологічні будинку планет, помітна симпатія до колоподібними землі. У книзі Дамаскина не виділяється цілісного думки щодо природи неба, але наводяться всі погляди на єство неба. Співчутливо цитується погляд Василя Великого: "цього небес божественний Василь тонке бити, мовить, єство, аки дим".


5.3. XV-XVII вв.

Система світу Тихо Браге

Новаторський характер носить космологія Миколи Кузанського (1401-1464), викладена в трактаті Про вченого незнанні. Він припускав матеріальна єдність Всесвіту і вважав Землю однієї з планет, також здійснює рух; небесні тіла населені, як і наша Земля, причому кожен спостерігач у Всесвіті з рівною підставою може вважати себе нерухомим. На його думку, Всесвіт безмежна, але кінцева, оскільки нескінченність може бути властива одному тільки Богу. Разом з тим у Кузанця зберігаються багато елементів середньовічної космології, в тому числі віра в існування небесних сфер, включаючи зовнішню з них - сферу нерухомих зірок. Однак ці "сфери" не є абсолютно круглими, їх обертання не є рівномірним, осі обертання не займають фіксованого положення у просторі. Внаслідок цього у світу немає абсолютного центру і чіткої межі (ймовірно, саме в цьому сенсі треба розуміти тезу Кузанця про безмежність Всесвіту) [104].

Перша половина XVI століття відзначена появою нової, геліоцентричної системи світу Миколи Коперника. У центр світу Коперник помістив Сонце, навколо якого оберталися планети (у числі яких і Земля, яка скоювала до того ж ще і обертання навколо осі). Всесвіт Коперник, як і раніше вважав обмеженою сферою нерухомих зірок; мабуть, зберігалася у нього і віра в існування небесних сфер [105].

Ідеї ​​Коперника викликали жвавий інтерес серед дослідників, породивши хвилю нових ідей про структуру Всесвіту. Так Джордано Бруно, Томас Діггес висловлювали припущення, що простір нескінченно і заповнено зірками [106] [107] [108]. Крім цього Галілео Галілей, залишаючи відкритим питання про нескінченність Всесвіту, Бруно відстоювали думку, що зірки подібні Сонцю. В середині - другій половині XVII століття ці ідеї підтримали Рене Декарт, Отто фон Геріке та Християн Гюйгенс. Гюйгенсу належить перша спроба визначення відстані до зірки ( Сиріуса) в припущенні про рівність її світності сонячної.

З цими поглядами не погоджувався Кеплер. Всесвіт він представляв у вигляді кулі кінцевого радіуса з порожниною посередині, де розташовувалася Сонячна система. Кульовий шар за межами цієї порожнини Кеплер вважав заповненим зірками - самосветящимися об'єктами, але мають принципово іншу природу, ніж Сонце проте ці "сфери" не є абсолютно круглими, їх обертання не є рівномірним, осі обертання не займають фіксованого положення у просторі. Внаслідок цього у світу немає абсолютного центру і чіткої межі (ймовірно, саме в цьому сенсі треба розуміти тезу Кузанця про безмежність Всесвіту) [109]. Один з його доводів є безпосереднім попередником фотометричного парадоксу. З ім'ям Кеплера пов'язана ще одна революція. Він замінює кругові рухи, обтяжені численними еквантом, на одне - по еліпсу і виводить закони руху по ньому, нині носять його ім'я.

Однак не всі вчені прийняли концепцію Коперника. Так, одним з опонентів був Тихо Браге, називаючи її математичної спекуляцією. Він запропонував свою компромісну геогеліоцентріческую систему світу, яка представляла собою комбінацію навчань Птолемея і Коперника: Сонце, Місяць і зірки обертаються навколо нерухомої Землі, а всі планети і комети - навколо Сонця. Добового обертання Землі Бразі теж не визнавав. Серед нечисленних прихильників системи Браге в XVII столітті був видатний італійський астроном Річчіолі (у Річчіолі, втім, Юпітер і Сатурн обертаються навколо Землі, а не Сонця). Прямий доказ руху Землі навколо Сонця з'явилося тільки в 1727 ( аберація світла), але фактично система Браге була знехтувана більшістю вчених ще в XVII столітті як невиправдано і штучно ускладнена у порівнянні з системою Коперника-Кеплера.


5.4. XVIII-XIX вв.

На порозі XVIII століття виходить в світ книга, що має колосальне значення для всієї сучасної фізики - "Математичні початки натуральної філософії" Ньютона [110]. Ще тільки створюваний математичний аналіз дає можливість фізики строго оцінювати факти, а також достовірно судити про якість намагаються описати їх теорій.

На цій основі вже в XVIII ст. Ньютон будує свою модель Всесвіту. Він усвідомлює, що в кінцевому світі, наповненому гравіруючий тілами, неминуче наступить момент, коли всі вони зіллються один з одним. Таким чином, він вважає, що простір Всесвіту нескінченно.

У трактаті 1755 року, заснованому на роботах Томаса Райта ( англ. Thomas Wright ), Іммануїл Кант припустив, що Галактика може бути обертовим тілом, яке складається з величезної кількості зірок, утримуваних гравітаційними силами, схожими з тими, що діють в Сонячній системі, але у великих масштабах. З точки спостерігача, розташованого всередині Галактики (зокрема, в нашій Сонячній системі), що вийшов диск буде видно на нічному небі як світла смуга. Кант висловив і припущення, що деякі з туманностей, видимих ​​на нічному небі, можуть бути окремими галактиками.

Вільям Гершель висловив припущення, що туманності можуть бути далекими зоряними системами, аналогічними системі Чумацького Шляху. У 1785 році він спробував визначити форму і розміри Чумацького Шляху і положення в ньому Сонця, використовуючи метод "черпков" - підрахунку зірок за різними напрямками. У 1795 році, спостерігаючи планетарну туманність NGC 1514, він виразно побачив у її центрі одиночну зірку, оточену туманним речовиною. Існування справжніх туманностей, таким чином, не підлягало сумніву, і не було необхідності думати, що всі туманні плями - далекі зоряні системи [111].

У 1837 році В. Я. Струве на підставі власних спостережень виявив і виміряв паралакс α Ліри (опублікував у 1839 році). Отримане їм значення (0,125 " 0,055") було першим успішним визначенням паралакса зірки взагалі. Це був перший крок в усвідомленні істинних просторових масштабів Всесвіту.


5.5. XX століття

Георгій Гамов (1930), творець теорії Гарячої Всесвіту

XX століття - століття народження сучасної космології. Вона виникає на початку століття і в міру розвитку вбирає в себе всі новітні досягнення, такі як технології будівлі великих телескопів, космічні польоти і комп'ютери.

Перші кроки до вже сучасної космології були зроблені в 1908 - 1916 роки. У цей час відкриття прямо-пропорційній залежності між періодом і видимою зоряною величиною у цефеїд в Малому Магеллановій хмарі ( Генрієтта Лівітт, США) дозволило Ейнар Герцшпрунг і Харлоу Шеплі розробити метод визначення відстаней за цефеїдам.

В 1916 А. Ейнштейн пише рівняння загальної теорії відносності - теорії гравітації, що стала основою для домінуючих космологічних теорій. У 1917 році, намагаючись отримати рішення, яке описує "стаціонарну" Всесвіт, Ейнштейн вводить в рівняння загальної теорії відносності додатковий параметр - космологічну постійну.

У 1922-1924 рр.. А. Фрідман застосовує рівняння Ейнштейна (без космологічної постійної і з нею) до всього Всесвіту і отримує нестаціонарні рішення.

В 1929 Едвін Хаббл відкриває закон пропорційності між швидкістю видалення галактик і відстанню до них, пізніше названий його ім'ям. Стає очевидним, що Чумацький шлях - лише невелика частина навколишнього Всесвіту. Разом з цим з'являється доказ для гіпотези Канта - деякі тумманості - галактики подібні до нашої. Одночасно підтверджуються висновки Фрідмана про нестаціонарності навколишнього світу, а разом з тим і вірність обраного напрямку розвитку космології [112].

З цього моменту і аж до 1998 року класична модель Фрідмана без космологічної постійної стає домінуючою. Вплив космологічної постійної на підсумкове рішення вивчається, але через відсутність експериментальних вказівок на її істотність для опису Всесвіту такі рішення для інтерпретації спостережних даних не застосовуються.

У 1932 році Ф. Цвіккі висуває ідею про існування темної матерії - речовини, що не проявляє себе електромагнітним випромінюванням, але бере участь в гравітаційній взаємодії. У той момент ідея була зустрінута скептично, і лише близько 1975 вона отримує друге народження і стає загальноприйнятою [113].

У 1946-1949 роках Г. Гамов, намагаючись пояснити походження хімічних елементів, застосовує закони ядерної фізики до початку розширення Всесвіту. Так виникає теорія "гарячого Всесвіту" - теорія Великого Вибуху, а разом з нею і гіпотеза про ізотропному реліктовому випромінюванні з температурою в кілька Кельвін.

В 1964 А. Пезіас, Р. Вілсон відкривають ізотропний джерело перешкод в радіодіапазоні. Тоді ж з'ясовується, що це реліктове випромінювання, передбачене Гамовим. Теорія гарячого Всесвіту отримує підтвердження, а в космологію приходить фізика елементарних частинок.

У 1991-1993 роках в космічних експериментах "Релікт-1" і COBE відкриті флуктуації реліктового випромінювання. Правда, нобелівської нагороди пізніше удостояться тільки деякі члени команди COBE [112].

В 1998 по далеких наднових типу Ia будується діаграма Хаббла для великих z. З'ясовується, що Всесвіт розширюється з прискоренням. Модель Фрідмана допускає подібне тільки при введенні антигравітації, описуваної космологічної постійної. Виникає думка про існування особливого роду енергії, відповідального за це - темної енергії. З'являється сучасна теорія розширення - ΛCDM-модель, що включає в себе як темну енергію, так і темну матерію.


Примітки

  1. Всесвіт - slovari.yandex.ru / Всесвіт / БСЕ / Всесвіт / - стаття з Великої радянської енциклопедії
  2. Сурдін В. Г. Визначення Всесвіту - astronet.ru/db/msg/1162151.
  3. Ожегов Всесвіт / / Тлумачний словник російської мови - slovari.299.ru/word.php? id = 4324 & sl = oj.
  4. А, А. Старобинский Всесвіт / / Фізична Енциклопедія - www.femto.com.ua/articles/part_1/0604.html / В.Г. Панов.
  5. Р. М. Цейтлін, Лексика старослов'янської мови, М.: Наука, 1977, - С.39.
  6. Фасмер М. Етимологічний словник російської мови. Т.1. М., 2004. С.363
  7. 1 2 3 4 5 А.С. Расторгуєв Шкала відстаней у Всесвіті - www.astronet.ru/db/msg/1171218.
  8. П. Н. Холопів. Відкриття рухомих скупчень - www.astronet.ru/db/msg/1246874/1.6.html # eq1.1 / / Зоряні скупчення. - Москва: Наука, 1981.
  9. 1 2 Д. Ю. Цвєтков Наднові Зірки - nature.web.ru / db / msg.html? mid = 1168207.
  10. Schmidt Brian P., Suntzeff Nicholas B., Phillips. MM та ін The High-Z Supernova Search: Measuring Cosmic Deceleration and Global Curvature of the Universe Using Type IA Supernovae - adsabs.harvard.edu/abs/1998ApJ...507...46S. - The Astrophysical Journal, 1998.
  11. K. Nakamura et al., Big-Bang cosmology: - pdg.lbl.gov/2011/reviews/rpp2011-rev-bbang-cosmology.pdf Стор. 8.
  12. Clocchiatti Alejandro, Schmidt Brian P., Filippenko Alexei V. Hubble Space Telescope AND Ground-based Observations of Type Ia Supernovae at Redshift 0.5: Cosmological Implications - adsabs.harvard.edu/abs/2006ApJ...642....1C. - The Astrophysical Journal, 2006.
  13. Oguri Masamune, Taruya Atsushi, Suto Yasushi, Turner Edwin L Strong Gravitational Lensing Time Delay Statistics AND The Density Profile Of Dark Halos - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: astro-ph/0112119. - The Astrophysical Journal, 2002.
  14. Tammann, GA; Sandage, A.; Reindl, B. The Expansion Field: the value of H 0 - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: 0806.3018. - The Astronomy and Astrophysics Review, 2008.
  15. Lee Myung Gyoon, Freedman Wendy L., Madore Barry F. The Tip Of The Red Giant Branch AS A Distance Indicator For Resolved Galaxies - adsabs.harvard.edu/abs/1993ApJ...417..553L. - Astrophysical Journal, 1993.
  16. Sakai Shoko, Madore Barry F., Freedman Wendy L Tip Of The Red Giant Branch Distances To Galaxies. III. The Dwarf Galaxy Sextans - adsabs.harvard.edu/abs/1996ApJ...461..713S. - Astrophysical Journal, 1996.
  17. McClure ML, Dyer, CC Anisotropy In The Hubble Constant AS observed In The HST extragalactic Distance Scale Key Project Results - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: astro-ph/0703556. - New Astronomy, 2007.
  18. Coley AA Cosmological Observations: Averaging on the Null Cone - adsabs.harvard.edu/abs/2009arXiv0905.2442C. - Eprint arXiv: 0905.2442, 2009.
  19. Umeh, Obinna, Larena Julien, Clarkson Chris The Hubble Rate In averaged Cosmology - adsabs.harvard.edu/abs/2010arXiv1011.3959U. - Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2011.
  20. Blomqvist, Michael; Mrtsell, Edvard; Nobili, Serena Probing Dark Energy inhomogeneities With supernovae - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: 0806.0496. - Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2008.
  21. Clifton Timothy, Zuntz Joe Hubble Diagram Dispersion From Large-scale structure - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: 0902.0726. - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2009.
  22. Blomqvist, Michael; Enander, Jonas; Mrtsell, Edvard Constraining Dark Energy fluctuations With Supernova correlations - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: 1006.4638. - Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2010.
  23. Dai, De-Chang; Kinney, William H.; Stojkovic, Dejan Measuring The cosmological Bulk Flow Using The peculiar velocities Of supernovae - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: 1102.0800. - Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2011.
  24. Е. А. Диба Квазари - www.astronet.ru/db/msg/1188379 / / Фізика космосу / Р. А. Сюняєв - Москва: Радянська енциклопедія, 1986.
  25. Є. П. Мазец Гамма-сплески - www.astronet.ru/db/msg/1191481 / / Фізика космосу / Р. А. Сюняєв - Москва: Радянська енциклопедія, 1986.
  26. Hoekstra Henб; Jain Bhuvnesh Weak Gravitational Lensing AND Its Cosmological Applications - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: 0805.0139. - Annual Review of Nuclear and Particle Systems, 2008.
  27. 1 2 Засув А.В. Великомасштабна Структура Всесвіту - www.krugosvet.ru / enc / nauka_i_tehnika / astronomiya / KRUPNOMASSHTABNAYA_STRUKTURA_VSELENNO.html.
  28. Maiolino R.; Schneider R.; Oliva, E.; Bianchi, S.; Ferrara, A.; Mannucci, F.; Pedani, M.; Roca Sogorb, M. A Supernova Origin For Dust In A High-redshift quasar - adsabs.harvard.edu/abs/2004Natur.431..533M. - Nature, 2004.
  29. Bouwens, RJ; Illingworth, GD; Franx, M. та ін UV Continuum Slope and Dust Obscuration from z ~ 6 to z ~ 2: The Star Formation - adsabs.harvard.edu/abs/2009ApJ...705..936B. - The Astrophysical Journal, 2009.
  30. Sarkar Prakash, Yadav Jaswant, Pandey Biswajit, Bharadwaj Somnath The Scale Of homogeneity Of The Galaxy Distribution In SDSS DR6 - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: 0906.3431. - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2009.
  31. Gong Zhi-Yuan Testing The Homogeneity Of Large-scale Structure with the SDSS Data - adsabs.harvard.edu/abs/2010ChA & A. .34 ... 23G. - Chinese Astronomy and Astrophysics, 2010.
  32. Sylos Labini, F.; Vasilyev, NL; Baryshev, YV Persistent fluctuations In The Distribution Of galaxies From The Two-degree Fiel - adsabs.harvard.edu/abs/2009EL.....8529002S. - Europhysics Letters, 2009.
  33. Sylos Labini, Francesco; Baryshev, Yuri V. Testing The Copernican AND Cosmological Principles In The Local Universe With Galaxy Surveys - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: 1006.0801. - Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2010.
  34. Ryabinkov, AI; Kaminker, AD; Varshalovich, DA The RedShift Distribution Of Absorption-line systems in QSO spectra - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: astro-ph/0703277. - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2007.
  35. Bell, MB; McDiarmid, D. Six Peaks Visible In The RedShift Distribution Of 46,400 SDSS Quasars Agree with with the Preferred Redshifts Predicted by the Decreasing Intrinsic Redshift Model - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: astro-ph / 0603169. - The Astrophysical Journal, 2006.
  36. Hartnett, JG Fourier Analysis Of The Large Scale Spatial Distribution Of Galaxies In The Universe - adsabs.harvard.edu/abs/2009ASPC..413...77H. - 2nd Crisis in Cosmology Conference, 2009.
  37. Prez-Gonzlez Pablo G., Rieke George H., Villar Victor та ін The Stellar Mass Assembly of Galaxies from z = 0 to z = 4: Analysis of a Sample Selected in the Rest-Frame Near-Infrared with Spitzer - adsabs. harvard.edu/abs/2008ApJ...675..234P. - The Astrophysical Journal, 2008.
  38. Labita, M.; Decarli, R.; Treves, A.; Falomo, R. Downsizing Of supermassive Black Holes From The SDSS Quasar Survey - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: 0903.4136. - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2009.
  39. М.Т. Ашімбаева. Виявлення води в ранньому Всесвіті за допомогою гравітаційного лінзування. - www.astronet.ru/db/msg/1227782. архіві - www.webcitation.org/617p6hXU1 з першоджерела 22 серпня 2011.
  40. Proux, C.; Kulkarni, VP; Meiring, J.; Ferlet, R.; Khare, P.; Lauroesch, JT; Vladilo, G.; York, DG The Most Metal-rich intervening quasar absorber known - adsabs.harvard. edu/abs/2006A & A. .. 450 ... 53P. - Astronomy and Astrophysics, 2006.
  41. O'Meara John M., Burles Scott, Prochaska Jason X., Prochter Gabe E і ін The Deuterium-to-Hydrogen Abundance Ratio toward the QSO SDSS J155810.16-003120 - adsabs.harvard.edu/abs/2006ApJ ... 649L .. 61O. - The Astrophysical Journal, 2006.
  42. А. В. Засув, К. А. Постнов Загальна астрофізика - М .: СТОЛІТТЯ 2, 2006. - 496 с. - 1500 екз . - ISBN 5-85099-169-7.
  43. М.Т. Ашімбаева. Перше точне вимірювання температури реліктового випромінювання в ранню епоху. - www.astronet.ru/db/msg/1227782.
  44. 1 2 3 ABRAHAM LOEB, Volker BROMM GRB Cosmology - adsabs.harvard.edu/abs/2007arXiv0706.2445B. - Eprint, 2007.
  45. 1 2 3 М.В. Сажин Анізотропія і поляризація реліктового випромінювання. Останні дані - ufn.ru/ru/articles/2004/2/g /. - УФН, 2004.
  46. Yoel Rephaeli Cosmology With The SZ Effect - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: astro-ph/0211422. - 2003.
  47. Yuki D. Takahashi CMB Polarization - cosmology.berkeley.edu / ~ yuki / CMBpol / CMBpol.htm. архіві - www.webcitation.org/617p7UyHE з першоджерела 22 серпня 2011.
  48. Lewis Anton, Challinor Anthony Weak gravitational lensing Of The CMB - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: astro-ph/0601594. - Physics Reports, 2006.
  49. Rossi Graziano, Sheth Ravi K., Park Changbom, Hernndez-Monteagudo Carlos Non-Gaussian distribution and clustering of hot and cold pixels in the five-year WMAP sky - adsabs.harvard.edu/abs/2009MNRAS.399..304R. - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2009.
  50. Verkhodanov OV, Sokolov VV, Khabibullina ML, Karpov SV GRB Sky Distribution Puzzles - adsabs.harvard.edu/abs/2010AstBu..65..238V. - Astrophysical Bulletin, 2010.
  51. Liu Hao, Li Ti-Pei Improved CMB Map From WMAP Data - adsabs.harvard.edu/abs/2009arXiv0907.2731L. - Eprint, 2009.
  52. Gratton Raffaele G., Fusi Pecci Flavio, Carretta Eugenio та ін Ages of Globular Clusters from HIPPARCOS Parallaxes of Local Subdwarfs - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: astro-ph/9704150. - Astrophysical Journal, 1997.
  53. Peterson Charles J. Ages Of globular Clusters - adsabs.harvard.edu/abs/1987PASP...99.1153P. - Astronomical Society of the Pacific, 1987.
  54. 1 2 Harvey B. Richer et al. Hubble Space Telescope Observations of White Dwarfs in the Globular Cluster M4. - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: astro-ph/9507109. - 1995.
  55. Moehler S, Bono G. White Dwarfs In Globular Clusters - arxiv.org/abs/0806.4456. - 2008.
  56. Hosford A., Ryan SG, Garca Prez AE і др Lithium abundances of halo dwarfs based on excitation temperature. I. Local thermodynamic equilibrium - adsabs.harvard.edu/abs/2009A & A. .. 493 .. 601H / / Astronomy and Astrophysics. - 2009.
  57. Schatz Hendrik, Toenjes Ralf, Pfeiffer Bernd Thorium AND Uranium Chronometers Applied To CS 31082-001 - adsabs.harvard.edu/abs/2002ApJ...579..626S. - The Astrophysical Journal, 2002.
  58. N. Dauphas Uranium-THORIUM COSMOCHRONOLOGY - www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2005/pdf/1126.pdf. - 2005.
  59. Izotov, Yuri I.; Thuan, Trinh X. The Primordial Abundance Of 4He Revisited - adsabs.harvard.edu/abs/1998ApJ...500..188I. - Astrophysical Journal, 1998.
  60. Izotov, Yuri I.; Thuan, Trinh X. The primordial abundance Of 4He: evidence for non-standard big bang nucleosynthesis - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: 1001.4440. - The Astrophysical Journal Letter, 2010.
  61. Peimbert, Manuel The Primordial Helium Abundance - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: 0811.2980. - 2008.
  62. S. Capozziello and M. Francaviglia Extended theories Of Gravity AND Their cosmological AND Astrophysical Applications - arxiv.org/abs/0706.1146 (Англ.) / / General Relativity and Gravitation. - 2008. - В. 2-3. - Т. 40. - С. 357-420. - DOI : 10.1007/s10714-007-0551-y - dx.doi.org/10.1007/s10714-007-0551-y
  63. Але не тільки в Сонячній системі - ефекти ЗТВ добре вивчені і в сильних полях тісних подвійних зірок, втім, з тими ж характерними розмірами.
  64. 1 2 М. В. Сажин Сучасна космологія в популярному викладі - Москва: УРСС, 2002. - С. 145-148. - 240 с. - 2500 прим . - ISBN 5-354-00012-2.
  65. 1 2 3 А.В. Засув., К.А. Постнов Загальна Астрофізика - Фрязіно: Век 2, 2006. - С. 421-432. - 496 с. - ISBN 5-85099-169-7.
  66. 1 2 Майкл Роуен-Робінсон. Космологія = Cosmology / Переклад з англійської Н.А. Зубченко. Під науковою редакцією П.К. Силаєва - М.-Іжевськ: НДЦ "Регулярна і хаотична динаміка", 2008. - С. 96-102. - 256 с. - ISBN 976-5-93972-659-7.
  67. 1 2 І. М. Капітонов Введення в фізику ядра і частинок - Москва: УРСС, 2002. - С. 251-259. - 384 с. - 1700 екз . - ISBN 5-354-00058-0.
  68. М. В. Сажин Сучасна космологія в популярному викладі - Москва: УРСС, 2002. - С. 144. - 240 с. - 2500 прим . - ISBN 5-354-00012-2.
  69. М. В. Сажин Сучасна космологія в популярному викладі - Москва: УРСС, 2002. - С. 104-106. - 240 с. - 2500 прим . - ISBN 5-354-00012-2.
  70. Переклад "Офіційного Сайту теорії суперструн" - www.astronet.ru/db/msg/1199352/cosmo/cosmo4.html.
  71. Хокінг Стівен. 9. Стріла часу / / Коротка історія часу = A Brief History of Time.
  72. Lev Kofman, Linde Andrei, Starobinsky Alexei A. Reheating After Inflation - adsabs.harvard.edu/abs/1994PhRvL..73.3195K. - Phys. Rev. Lett., 1994.
  73. Астрономія XXI століття / Під ред. В.Г. Сурдіна - 2-е. - Фрязіно: Век 2, 2008. - С. 414-416. - 608 с. - ISBN 978-5-85099-181-4.
  74. Victor J Stenger Is The Universe Fine-tuned for us? - www.colorado.edu / philosophy / vstenger / Cosmo / FineTune.pdf. (Англ.)
  75. Tegmark Max The Interpretation Of Quantum Mechanics: Many Worlds or Many Words? - adsabs.harvard.edu / cgi-bin / bib_query? arXiv: quant-ph/9709032. - Fortschritte der Physik, 1998.
  76. Брайан Грін Елегантна Всесвіт: суперструн, приховані розмірності і пошуки остаточної теорії - 1999. - 464 с. - ISBN 0-375-70811-1.
  77. Космологія. При чому ж тут теорія струн? - www.astronet.ru/db/msg/1199352/cosmo/cosmo5.html. Переклад "Офіційного Сайту теорії суперструн". Фотогалерея - www.webcitation.org/617p8Qe6B з першоджерела 22 серпня 2011.
  78. 1 2 Gibson CH, Schild RE Evolution Of Proto-Galaxy-Clusters To Their Present Form: Theory And Observation - adsabs.harvard.edu/abs/2010JCos....6.1514G. - Journal of Cosmology, 2010.
  79. 1 2 Д.С. Горбунов, В.А. Рубок Джінсовская нестійкість в ньютоновой теорії тяжіння / / Введення в теорію ранньому Всесвіті: Космологічні обурення. Інфляційна теорія - Москва: Краснад, 2010. - ISBN 978-5-396-00046-9.
  80. Д.С. Горбунов, В.А. Рубок Скалярні обурення: результати для однокомпонентних середовищ. / / Введення в теорію ранньому Всесвіті: Космологічні обурення. Інфляційна теорія - Москва: Краснад, 2010. - ISBN 978-5-396-00046-9.
  81. 1 2 Фред Адамс., Герг Лафлін. П'ять віків Всесвіту: в глибинах фізики вічності = The five ages of the Universe: inside the physics of enternity / Переклад з англійської Н.А. Зубченко - К.: НДЦ "Регулярна і хаотична динаміка", 2006. - С. 22. - 280 с. - 700 екз . - ISBN 5-93972-500-7.
  82. Л.Д. Ландау, Е.М. Ліфшиц Теорія поля - Москва: Физматлит, 2006. - С. 493-494. - (Теоретична фізика).
  83. Longo Michael J. Detection Of A dipole In The handedness Of Spiral galaxies With redshifts Z ~ 0.04 - adsabs.harvard.edu/abs/2011PhLB..699..224L. - Physics Letters B, 2011.
  84. Шумерські подання про чотири сторони світла, і чотирьох вітрах - www.aworld.ru/texta/?714.
  85. А. Панекук Знання про небо в стародавньому Вавилоні / / Історія Астрономії = A history of astronomy - друге. - Москва: URSS, 2010. - 592 с. - (Фізико-математичне спадщина). - ISBN 978-5-382-01147-9.
  86. Шумерська і аккадская міфологія Дворіччя. Міфи Месопотамії і Персії - godsbay.ru / orient / mesopotamia.html.
  87. 1 2 М. Е. Матьє Вибрані праці з міфології та ідеології древнього Єгипту.
  88. Культурний простір Стародавнього Єгипту - Історія та культура Стародавнього Єгипту - www.countries.ru / library / ancient / egprostr.htm
  89. А. Панекук Грецькі поети і філософи / / Історія Астрономії = A history of astronomy - друге. - Москва: URSS, 2010. - 592 с. - (Фізико-математичне спадщина). - ISBN 978-5-382-01147-9.
  90. BL van der Waerden, On the motion of the planets according to Heraclides of Pontus, Arch. Internat. Hist. Sci. 28 (103) (1978)
  91. James Evans History and practice of ancient astronomy - Oxford: Oxford. University Press, 1998. - С. 384-392.
  92. Murschel, Andrea The Structure AND Function Of Ptolemy 's Physical Hypotheses Of Planetary Motion - adsabs.harvard.edu / / abs/1995JHA....26...33M. - 1995.
  93. Aiton, EJ Celestial Spheres AND Circles - adsabs.harvard.edu/abs/1981HisSc..19...75A. - History of Science, 1981.
  94. К. Таубе Міфи ацтеків і майя / К. Ткаченко - Москва: Фаир-прес, 2005.
  95. Енциклопедія міфології. Астрологія народів Мезоамерики - godsbay.ru / calendar.html.
  96. А.І. Давлетшин Нотатки про релігійно-міфологічних уявленнях в Мезоамериці - www.mezoamerica.ru / indians / maya / religion_meso.html.
  97. Atuq Eusebio Manga Qespi. Pacha: un concepto andino de espacio y tiempo / / Revista Espanola de Antropologa Americana, № 24, pp.158. Edit. Complutense, Madrid. 1994
  98. Хуан де Бетансос, кіпукамайокі Кальапіньа, СУПН та ін Повідомлення про Походженні і Правлінні Інків, 1542 - bloknot.info/relacion-de-quipucamayos-por-callapina-y-supno-y-otros-1542-al-ruso /. www.bloknot.info (А. Скромніцкій) (3 січня 2010). - Перша хроніка перуанських індіанців, з книги Juan de Betanzos. Suma y Narracion de los Incas. - Madrid, Ediciones Polifemo, 2004, ISBN 84-86547-71-7, стор 358-390. архіві - www.webcitation.org/615r0Uyrc з першоджерела 21 серпня 2011.
  99. Лаура Лауренсіч-Мінеллі. Цікаве поняття мезоамериканських і андского "нуля предметного" і логіка інкських богів-чисел. -
  100. Біленкін Д. А. Шлях думки - Науково-худ. лит-ра. - М .: Дет. лит., 1982. - С. С. 166.
  101. Астрономія - cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/078/664.htm. Культура у Волгоградській області - обласний web-портал культури. (Недоступна посилання)
  102. Sabra A. I. The Andalusian Revolt Against Ptolemaic Astronomy: Averroes and al-Bitrj / / in: Transformation and Tradition in the Sciences: Essays in honor of I. Bernard Cohen. - Cambridge University Press, 1984. - P. 233-253.
  103. 1 2 Астрономія стародавньої Русі Д. О. Святський - krotov.info/libr_min/from_1/0035svya.html
  104. Койре А. Від замкнутого світу до нескінченної всесвіту. - Москва: Логос, 2001. - С. 2-17.
  105. Barker P. Copernicus, the orbs, and the equant. - Synthese, 1990 ..
  106. Джордано Бруно. Про нескінченність, Всесвіт і світи
  107. Gatti H Giordano Bruno and Renaissance Science - Cornell Univercity Press, 1999. - С. 105-106.
  108. Койре 2001; Granada 2008.
  109. Койре А. Від замкнутого світу до нескінченної всесвіту. - Москва: Логос, 2001. - С. 49-74.
  110. Ньютон І. Математичні початки натуральної філософії - ilib.mccme.ru / djvu / klassik / newton.htm / Переклад з латини і примітки О.Н.Крилова - М .: Наука, 1989. - 688 с.
  111. Ю. М. Єфремов. Постійна Хаббла - www.astronet.ru/db/msg/1198709. архіві - www.webcitation.org/60r7gd7of з першоджерела 11 серпня 2011.
  112. 1 2 А. В. Засув, К. А. Постнов Загальна астрофізика - М .: СТОЛІТТЯ 2, 2006. - 398 с. - 1500 екз . - ISBN 5-85099-169-7.
  113. Яан Ейнасто Сказання про темної матерії - www.astronet.ru/db/msg/1233291/ = Tumeda aine lugu / сост. Mihkel Jeveer, ред. Urmas Tnisson - Tumeda aine lugu. - Tartu: Ilmamaa, 2006. - Т. 71. - С. 259-415. - (Eesti mtteloo (Історія естонської думки)). - ISBN 978-9985-77-192-1.

Література


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Всесвіт Води
Всесвіт Гіперіона
Міс Всесвіт
Земля і Всесвіт
Вигадана всесвіт
Жива Всесвіт
Всесвіт Фрідмана
Всесвіт Marvel
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru