Ahogy az univerzum felrobbant (sorozat „quantum» №68)
Delight a fülnek, elgondolkodtató, öröm a lélek. Megbízható ellátás off-line, amely nem árt. Rendeljen 500 szovjet válogatásra 9 DVD-n. Bővebben >>>>
1. Hogyan építeni egy modellt a világegyetem
Mit jelent az, hogy egy modellt a világegyetem? A leggyakoribb válasz erre a kérdésre az, hogy meg kell találni az egyenleteket, amelyek szabályozzák a jellemző paraméterek tulajdonságait az univerzum, majd megoldani ezeket az egyenleteket. De hogyan lehet írni néhány egyenletet az egész univerzumban? Ebben és a következő részekben, mi megmutatjuk, hogyan kell ezt csinálni. Persze, mondván a „modell”, azt jelenti, hogy mi fog kiosztani néhány alapvető tulajdonságait érdekes számunkra az első helyen. Előzőleg már nyilvánvaló, hogy minden jelenség a végtelen változatosságát és az összes jellemzőjét nem lehet leírni olyan egyenletrendszert. A fenti különösen igaz az univerzumban. Ezért, a hagyományos módszerrel az szimuláció egy jelenség - ez a választás a fő ez jellemző.
Amikor arról beszélünk, a világegyetem, akkor elsősorban az érdekli, a az anyag eloszlása a legtöbb nagyszabású és mozgása. Tehát, meg kell építeni egy matematikai modell, amely leírja a az anyag eloszlása térben és a mozgását. Eloszlását tekintve az anyag nagy mennyiségben, aztán, ahogy már mondtam, akkor jó pontossággal kell tekinteni egységes térben. Ott van az univerzumban, és semmilyen konkrét irányban. Mint mondják, a világegyetem homogén, izotróp. Mi határozza meg a mozgás az anyag egy kozmikus léptékű? Természetesen ez elsősorban a gravitációs erő - túlsúlyban vannak az Univerzumban. Ezek is nevezik a nehézségi erőre.
Tehát, hogy állítson össze egy modellt a világegyetem használatához szükséges egyenletek a gravitáció. A gravitáció törvénye által létrehozott Newton. Az érvényességét megerősítette korszakokon keresztül sokféle csillagászati megfigyelések és laboratóriumi kísérletek. Azonban Einstein megmutatta chtozakon Newton gravitáció csak akkor érvényes a viszonylag gyenge gravitációs mezők. Az erős területeken kell alkalmazni a relativisztikus gravitációelmélete - az általános relativitáselmélet. Milyen területeken kell tekinteni elég erős? A válasz; ha a gravitációs mező gyorsítja a hulló testet, hogy sebesség közel sko- -Rostov fény, ez egy erős mezőnyben. Mi az erő a gravitációs mező a világegyetemben? Könnyen azt mutatják, hogy a mező ott kell lennie óriási.
Feltesszük, egyenletes eloszlását anyag a térben a sűrűsége p és mentálisan válasszon tetszőleges ott egy labdát R sugarú (ábra. 1). A súlya e szféra M = l / snR3r. Szerint számított Newton gravitációs erő által létrehozott tömeg M felületén egy gömb:
Amennyiben G - Newton gravitációs állandó. Az utolsó egyenlőség a (1.1) helyett M Behelyettesítve a fenti kifejezés. Látjuk, hogy a homogén világegyetem, az F erő nagyobb, mint nagyobb, mint R. Ha a kis labda kicsi és lehet számítani a következő képlet szerint Newton, akkor, ha megnézzük az összes nagy és nagy K, mi erő növekszik a végtelenségig, és lesz nagyon nagy. Meg kell használni uzho Einstein-egyenletek.
Ahogy a bevezetőben említettük, Friedmann építésére használták a modell az univerzum Einstein egyenletek. Azonban sok évvel később világossá vált, hogy nincs szükség komplex matematikai apparátus Einstein mechanika építeni a tömegmozgalom a homogén világegyetem! Ezt mutatja 1934-ben E. Milne és B. McCrea. Ennek az az oka csodálatos lehetőséget a következő. Gömb simmetrichpaya shell anyag nem okoz gravitációs mező a teljes belső teret.
Mi itt azt mutatják, az általános relativitáselmélet esetében Newton elméletét. Tekintsük anyagi szféra (ábra. 2). Összehasonlítása gravitációs erők, hogy húzza a testtömeg m (található egy tetszőleges helyen belül a gömb) az óramutató
havi rendszereséggel az a és b. Focus vonal ab keresztül m önkényesen. Ezek az erők által létrehozott anyagot elrendezve a gömb részeket kivágtunk, keskeny kúp azonos csúcsszögtartományokon. Szögletes ploschadochek, vágja a szűk kúp négyzetével arányos magasságának ezek kúp. Ezért ploschadochki terület Sa és Sb utal, hogy a B terület négyzetek ploschadochki elhatárolja r0 és Rb a m a felület:
Következésképpen erők között azonos nagyságrendű, ellenkező irányban kioltják egymást. Ugyanez lehet ismételni az összes többi irányban. Ennélfogva, az összes szembenálló kiegyensúlyozott, és a kapott ható erő m értéke nulla. Az a pont, amelynél a test van elrendezve t, önkényes. Ebből következik, hogy a gömb nem igazán van a nehézségi erő.
Most nézzük meg a nehézségi erő az univerzumban. A bevezetőben azt mondták, hogy a nagyszabású eloszlása anyag a világegyetemben tekinthető egységes. Mindenhol ott vagyunk, ebben a szakaszban csak úgy nagyszabású, és ezért azt feltételezzük, homogén anyag.
Térjünk vissza ábrán. 1. Tekintsük először a gravitációs erő keletkezik a golyófelület egyetlen anyag a labdát, és nem veszik figyelembe, míg a többi a világegyetem anyag. Hagyja, hogy a gömb sugarának kiválasztott nem túl nagy, így a gravitációs mező által létrehozott anyag a labdát, viszonylag gyenge, és kiszámításakor alkalmazandó Newton elmélete a gravitáció. Ezután Galaxy határán elhelyezkedő terület, lesz vonzó a központ a labda egy erő arányos a tömeg M és a labda fordítottan arányos a négyzetével sugara R.
Most gondoljon a többi anyag a világegyetemben kívül a labdát, és próbálja figyelembe venni a gravitációs erő, akkor jönnek létre. Ehhez figyelembe vesszük a szekvencia gömbhéj egyre több sugár, amely a tálba. De megmutattuk, hogy a gömbszimmetrikus réteg anyag nem gravitációs erők üregben jön létre. Következésképpen, az összes ilyen gömbszimmetrikus burkolat (m. E. A többi univerzum ágens) nem növeli a gravitációs erő, amely megy Galaxis a labdát felület közepén O.
Mint már említettük, az azonos következtetésre vonatkozik az általános relativitáselmélet. Most már világos, hogy miért a tömegek, hogy ebből a törvények a mozgás homogén világegyetem, akkor Newton elméletét, hanem Einstein. Azért választottuk a labdát kicsi ahhoz, hogy kiszámításakor alkalmazandó Newton elmélete a gravitáció. a termelt anyag. Tömege a többi univerzum környező a labdát, a gravitációs erő nem befolyásolja a tálba. De nem volt más erők az univerzumban nincsenek egységes! Sőt, lehet, hogy csak a nyomás kényszeríti az anyagot. De még ha van is nyomás (és látni fogjuk, hogy a távoli múltban, a nyomás a All
lennoy hatalmas volt), nem hoz létre egy hidrodinamikai erő. Valóban, egy ilyen teljesítmény csak akkor fordul elő, ha a nyomásesés egyik helyről a másikra. Ne felejtsük el, hogy nem érzi magát olyan hatalom a légkör a nagy nyomás miatt a tény, hogy a levegő bennünk létre, pontosan ugyanaz a nyomás. Nincs különbség nincs - nincs erő. De a világegyetem homogén. Ennélfogva, bármikor, és a sűrűség P és a P nyomás (ha van ilyen) a mindenütt ugyanaz, és nincs nyomáskülönbség nem lehet.
Tehát, hogy meghatározzuk a dinamika kérdése földünk jelentős egyetlen vonzereje a tömeg, ahogy azt Newton *).
De a világegyetem homogén. Ez azt jelenti, hogy minden területén azzal egyenértékű. Balloon választottunk egy tetszőleges helyre. Ha meghatározzuk a mozgás az anyag ebben a tálba, azt találjuk, mint a változás a sűrűség, a nyomás, és ezzel egyidejűleg azt látjuk, a változás ezen értékek és bármely más helyen az egész univerzumban. Ez a mi feladatunk.
KOHETS FPAGMEHTA KÖNYVEK