Upload
drofaural
View
442
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
РОЖДЕНИЕ,ЖИЗНЬ
И СМЕРТЬ
ВСЕЛЕННЫХ(космология: классическая и квантовая)
Парфенов К.В., физический факультетМГУ им.М.В.Ломоносова
Космология Ньютона и Лапласа
На больших расстояниях движение тел в основном определяетсяЗАКОНОМ ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ:
rrmmGF 312
2112
Вселенная – облако движущейся материи, удерживаемое силами тяготения.
Существует «центр мира»,находящийся в состоянииабсолютного покоя, вокругкоторого вращается всяматерия Вселенной.
Гравитация: самое универсальное
взаимодействие
Первое открытие: закон Хаббла
Дальние галактики удаляются от нас примерно по лучу зрения:
V
CV
CVTT
CTVTT
/1
1
0
0
00
V = H·rH ≈ (7 2)·10 -11лет-
1
Кинематическая картина мира
1221212112 rHrrHrHrHVVV
1
2
Большой Взрыви горячая Вселенная
Александр Фридман и Георгий Гамов:
Построение «релятивистской» космологии– теории, описывающей эволюциюВселенной на основе теорииотносительности.Основное предположение: Вселеннаяявляется однородной и изотропной.
Расширение Вселенной в моделях Фридмана
R(t)
t
KPtttR )(
KPttR )(
KPtttR )(
3cMG
Определение сценария
GHеслиE
GHеслиE
GHеслиE
GHME
MRRM
KP
83,0
83,0
83,0
38
4103
43
43
2
0
2
0
2
0
23/2
3/5
0
3/1
3
Изменение плотности
t
ρ /ρKP
1
!101 55
0
tКР
05,0cКР
ВМ
t
22,0cКР
ТМ
t
?
Температура и плотность
)(0
0 tRRTT
)(323
4
2
tRG
Реликтовое излучение – электромагнитное «эхо» Большого Взрыва
В горячей и плотной Вселенной излучение и веществонаходились в равновесии. По мере остывания и расширенияВселенной равновесие нарушилось, и излучение, рожденноев ранней Вселенной, стало остывать самостоятельно.
Сейчас реликтовое излучение – почти изотропное, с температурой
Тэм≈2,725 К.
Основные «проблемы» классической космологии
• Как Вселенная стала такой большой?• Почему Вселенная такая «плоская»?• Куда делись «экзотические»
объекты, рожденные в раннейгорячей Вселенной?
• Почему Вселенная такая однороднаяи изотропная?
• Почему вокруг нас так многовещества и так мало антивещества?
Что представляет собой
«недостающая» масса?
Новое открытие:Вселенная разгоняется!
Сверхновая SNLS-03D4ag вспыхнула 3 миллиарда лет назад. Ее светимость в 100 миллиардовраз больше солнечной, однако ее видимый блеск (22m) в 25 тысяч раз меньше, чем у яркойголубой звезды (11m) в левой части снимка. В свою очередь, эта звезда в 100 раз слабее самыхслабых звезд, различимых невооруженным глазом (6m). Иллюстрация с сайтаwww.cfht.hawaii.edu
Ускорение расширения Вселенной
Соотношение между красным смещением исветимостью дальних Сверхновых показывает,что последние 2-4 млрд. лет Вселеннаярасширяется ускоренно.
Косвенно об этом же свидетельствуютрезультаты работ по моделированиюнаблюдаемой анизотропии реликтовогоизлучения и генерации неоднородностейраспределения вещества во Вселенной.
Фазовые переходы, связанные с нарушением симметрии вакуума
ВАКУУМ – состояние квантового поля,отвечающее минимуму энергии. Приостывании в вакууме возможныфазовые переходы, сопровождающиеся«перестройкой» вакуума с выделениемэнергии. Образуется состояние мира,большая часть энергии которогосуществует в виде вакуумной формыматерии. Затем происходит рождениеЧАСТИЦ – мир заполняется веществом.
Генерация асимметрии между веществом и антивеществом
0 < a < 1 , δ 10-9
Квантовая космология:инфляция и мириады миров
В мире, в котором доминируютвакуумные формы материи,раздувание пространства-временипроисходит ускоренно. При оченьсущественном доминированиивакуумной энергии это раздувание– ИНФЛЯЦИЯ - происходит поэкспоненциальному закону
Главная загадка квантовой космологии:
Эра квантовой гравитации(«первые 10-43с»): по-видимому, существует «среда», вкоторой квантовые флуктуацииспособны рождать вселенные – миры с«оформленными» законами физики игеометрией. Знакомое нам «обычное»четырехмерное пространство-время естьчасть нашей Вселенной, родившаясявместе с ней.
Разворачивание свернутых измерений: d=11 4+7
Математическое ожидание
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!