Учитель: Панкратьева Т.А.

Астрономия

11 класс

аудиторный урок №29

Тема аудиторного урока №29:

Конечность и бесконечность Вселенной. Расширяющаяся Вселенная

Вопросы повторения:

Классификация галактик

Закон Хаббла

Из каких объектов состоит Вселенная

Для наблюдений

доступна лишь

конечная область.

Но мы видим, что

в далеких галактиках

все примерно также,

т.е., мы можем думать,

что оттуда видна

такая же картина.

Да и почему нет?

Мы не можем сказать,

насколько вселенная

больше той области,

которую мы можем сейчас

наблюдать.

Конечна ли Вселенная?

Космология — это раздел астрономии, изучающий свойства, строение и эволюцию Вселенной в

целом. Основу этой дисциплины составляют математика, физика, астрономия и философия.

Варианты:

1)Вселенная конечна и обладает размером,

2) Вселенная бесконечна и тянется вечно.

Насколько велика наша Вселенная? Пытались астрономы понять это?

(чувствительные космические телескопы и спутники).

Каким это проверить, просто наблюдая за небом?

Парадокс Ольберса

Звезды заканчиваются

не в пространстве,

а во времени

Звезды везде, но почему

темное небо?

Возникновение современной космологии связано с развитием в начале XX века общей теории

относительности Эйнштейна и физики элементарных частиц.

Эйнштейн считал, что Вселенная однородна и стационарна.

В 1922 году российский математик Александр Александрович Фридман предложил

нестационарное решение уравнения Эйнштейна.

Предположим, что распределение вещества

во Вселенной является однородным. Тогда

галактика, расположенная на поверхности

шара произвольного радиуса, будет

притягиваться к его центру согласно закону

всемирного тяготения:

Из этого следует, что наша исследуемая

галактика движется к центру шара с

ускорением, сообщаемым силами

гравитации:

СТАЦИОНАРНА ИЛИ НЕТ?

Подтверждением нестационарной модели Вселенной стало открытие в 1929 году Эдвином

Хабблом космологического закона расширения Вселенной — закона Хаббла.

Как это работает?

Удаление галактик, которое происходит во все стороны от нас, не означает, что наша Галактика

занимает особое положение во Вселенной. Такая же картина «разбегания» галактик будет наблюдаться

и для любой другой галактики.

Чем дальше галактика – тем быстрее она

удаляется.

Центра расширения нет. Если мы перелетим в

другое место,

то картина расширения не изменится.

Где центр расширения?

Вселенная Фридмана напоминала раздувающийся мыльный пузырь, укоторого и радиус, и площадь поверхности непрерывноувеличиваются.

Чтобы определить характер будущего расширения Вселенной необходимо сравнить критическое значение плотности вещества Вселенной с ее средней плотностью.Критическое значение плотности вещества определяется по формуле:

(ρ>ρкр), то в будущем расширение

Вселенной сменится сжатием

(ρ≤ρкр), расширение не прекратится

Геометрия Вселенной

Количество наблюдаемых галактик около N=100 млрд.,в каждой галактике примерно n=1011 звезд,масса звезд будем считать в среднем равной массе Солнца

Средняя плотность вещества

в доступной части Вселенной

Расширение Вселенной и связанное с ним наблюдение разбегающихся галактик

объясняет отсутствие фотометрического парадокса.

ρ<ρкр

Скорости удаления галактик пропорциональны расстоянию до них.

Для определения примерного времени начала наблюдаемого расширения

Вселенной можно воспользоваться постоянной Хаббла.

ВОЗРАСТ ВСЕЛЕННОЙ

Возраст Вселенной составляет 13.7 миллиардов лет (+/- 100 миллионов).

У нас есть большой комплекс данных, говорящий о том, что

вселенная расширяется, эволюционирует и имеет конечный

возраст.

Для расчетов в космологии надо применять ОТО, а не СТО

Мы не знаем конечна ли наша вселенная, но нет данных

в пользу конечности

Подведем итоги….

Самостоятельная работа

Астрономия, 11 класс;

§34-35