Конечность и бесконечность вселенной – парадоксы классической космологии

1.

КОНЕЧНОСТЬ И
БЕСКОНЕЧНОСТЬ ВСЕЛЕННОЙ
– ПАРАДОКСЫ КЛАССИЧЕСКОЙ
КОСМОЛОГИИ
Да да я и я сделал призентацию
Глеб Киреев группа 305
Колледжа СПБГУ РТК

2.

КОСМОЛОГИЯ ЧТО ЭТО
◦ Космоло́гия (космос + логос) — раздел астрономии, изучающий свойства и эволюцию Вселенной в целом.
Основу этой дисциплины составляют математика, физика и астрономия.
29.12.2024

3.

ИСТОРИЯ КОСМОЛОГИИ
◦ Во времена Античности и в Средние века многие учёные полагали, что
Вселенная конечна и ограничена сферой неподвижных звёзд.. Кроме этого,
Вселенная представлялась статичной, т. е. не меняющейся со временем —
звёзды застыли на своих местах, наблюдались только периодические движения
в Солнечной системе.
◦ Одна из первых теорий была теория Клавдия Птолемея (100-170 лет ок),
Геоцентрической системы мира, где Земля была центром
◦ Гелиоцентрическая системам Коперника Где уже ближе к правде планеты
двигались вокруг солнце. Но вселенной Коперник все также щетал, систему
неподвижных звезд
◦ Французский философ Броно конец 16 века, предположил что каждая звезда
своеобразные солнце которые имеют также законы физике как и в солнечной
системе.
29.12.2024

4.

Теории космологии XX века
◦ Большое значение для развития современных представлений о строении и развитии Вселенной имеет
общая теория относительности, созданная А. Эйнштейном. Она обобщает теорию тяготения Ньютона для
массивных тел и скоростей движения вещества, сравнимых со скоростью света.
◦ Одна из ошибок Ньютона была в том что он подразумевал что есть скорость может быть мгновенной и
отделять время от материи, Эйнштейн же дополнил законы Ньютона в теории относительности.
◦ Но сам Эйнштейн Считал что однородна изотропна постоянна. Но Российский-Совесткий матиматик-физик
Алекса́ндр Алекса́ндрович Фри́дман создав модели нестационарной Вселенной, где он предсказал, в
частности, расширение Вселенной. Полученные им в 1922—1924 годах при исследовании релятивистских
моделей Вселенной нестационарные решения уравнений Эйнштейна положили начало развитию теории
нестационарной Вселенной. Его анализ уравнения Эйнштена (ОТО) показал что не при каких условиях
решение не может быть единственным.
29.12.2024

5.

Фотометрический парадокс
◦ В рамках механики Ньютона и теории гравитации возникали проблемы при предположении о бесконечности
Вселенной. Одна из таких проблем получила название фотометрического парадокса. Иногда этот парадокс
формулируют в виде вопроса: почему ночью небо тёмное? Казалось бы, имеется тривиальный ответ: ночью
темно, так как Солнце находится под горизонтом. Но это не так.
◦ В бесконечной статичной Вселенной имеется бесконечное число звёзд. Если смотреть в каком-то
направлении, то луч зрения наткнётся на звезду.. Если предположить, что все звёзды похожи на Солнце, то
любой участок неба должен быть таким же ярким, как Солнце. Но этого нет. Ночью темно. Если бы
Вселенная была конечной, то в ней было бы конечное число звёзд и небо не было столь ярким. Но
предположение о конечности Вселенной противоречило бы наблюдаемому равномерному распределению
звёзд в ней. Ведь согласно теории тяготения Ньютона все звёзды в ограниченной Вселенной должны были
бы собраться в одно место.
29.12.2024

6.

Общая теория относительности
◦ Общая теория относительности, в частности, утверждает, что распределение и движение
материи изменяют геометрические свойства пространства-времени, и наоборот,
распределение и движение материи сами зависят от геометрии пространства-времени.
Тяготение же согласно общей теории относительности есть результат изменений,
вносимых присутствием материи в свойства пространства-времени, и передаётся с
наибольшей скоростью, с которой возможна передача взаимодействия, — со скоростью
света. И лишь в достаточно слабых и статических гравитационных полях при небольших
скоростях движения, значительно меньших скорости света, закон тяготения Эйнштейна
переходит в закон тяготения Ньютона. Качественно уравнения, полученные Эйнштейном
(аналог законов механики Ньютона),выглядят так: Величины, характеризующие
геометрию пространства-времени: кривизна, сумма углов в треугольнике
29.12.2024

7.

◦ В галактиках сосредоточена колоссальная масса
вещества, а скорости далёких галактик и квазаров
сравнимы со скоростью света. Согласно общей теории
относительности гравитационное взаимодействие
передаётся с конечной скоростью, равной скорости
света. (По теории Ньютона гравитационное
взаимодействие передаётся мгновенно.) Общая теория
относительности накладывает определённые
ограничения на геометрические свойства пространства,
которое уже нельзя считать евклидовым. Согласно этой
теории время не имеет абсолютного характера, а
движение и распределение материи в пространстве
нельзя рассматривать в отрыве от геометрических
свойств пространства и времени. Гравитационное поле
представляет собой искривление пространства- времени,
создаваемое массивными телами.
29.12.2024

8.

3 следствия Фридмана
◦ Фридман вывел что вселенная появилось из объекта имеющею бесконечную плотность и бесконечно малый
размер. Из этого выходили 3 вида эволюции вселенной по Фридману.
◦ 1 периодическое расширение (вселное переодмическа)
◦ 2 монотонное расширение (монотонно рашерение)
◦ 3 стабильно расширение
◦ (монотонно рашерящейся вселеня)
29.12.2024

9.

Закон всеобщего разбегания
галактики Хаббла
◦ Зако́н Ха́ббла (или закон Хаббла — Леметра, закон всеобщего разбегания
галактик) — космологический закон, описывающий расширение Вселенной.
Хаббл говорил о том что все галактики двигаться друг от друга, постепенно
отдаляясь
◦ Первая формула u скорость галактики. r- расстояни до ней H0-постоянна
Хаббла
◦ Современна дополненная формула c-свет z-красное смещение
◦ Современное объяснение наблюдений даётся в рамках Вселенной Фридмана.
Допустим есть источник, расположенный в сопутствующей системе на
расстоянии r1 от наблюдателя
29.12.2024

10.

Большой взрыв
◦ Гео́ргий Анто́нович Га́мов также известен как Джордж Гамов. В 1946 году Гамов активно включился в работу
в области космологии, предложив модель «горячей Вселенной» (уточнение теории «Большого Взрыва»). Её
основаниями стали представления о расширении Вселенной, данные о современной распространённости
элементов (особенно о соотношении водорода и гелия) и оценки возраста Вселенной, который в те годы
считался примерно равным возрасту Земли. Исходя из большого значения энтропии ранней Вселенной
◦ Гамов сказал что вещество перед большой взрывом было не только бесконечно плотное и бесконечно мало
но и с бесконечно большой температурой, Поэтому Теория и получила название, горячей Вселенной. Также
теория говорит что вещество было в состоянии сигулярности, это когда вещество имеет бесконечно малый
размер бесконечно большую плотно бесконечно большую температуру и бесконечно много энергии.
29.12.2024

11.

Хронология нашей вселенной
◦ Что было после большого взрыва, наша вселенная по
теории энтропии постепенно остывает, и во время
большого взрыва она так же постепенно остывала,
◦ Первые 4 минуты появились ядра водорода и гелия
◦ Через 380 лет плазма остыла достаточно что бы
сформировать первые атомы водорода
◦ И через 1 000 000 лет научилась эра вещества, когда
все остыла, перестало быть плазмой и могло
формироваться в следующие атомы и какие либо
другие вещества.
29.12.2024

12.

В этого бум продолжается
◦ После тории Гамова ученые определись что вселенная
расширяется, но не могли объяснить по какой причини, и
также для ученых было загадкой почему вселенная
расширяется, а не схлопываеться по 3 закону Ньютона. Для
начало ученые задались вопросом установление значение
Хаббла (6 слайд), в последствие высинив что проще всего
будет высинить с помощью Фотометрического параллакса,
который показал, что вселенная не просто равномерно
увеличиваться, а увеличивается с ускорением.
29.12.2024

13.

Почему бум не остановился((((
◦ Ученые досехпор не могут ответить на этот вопрос с
точностью но предполагают что здесь замешано вещество
невидимое для нашего спектора зрения или каких либо
других устройств фиксации, назвали это вещество Темная
Энергия
◦ Тёмная энергия - гипотетически вид энергия который имеет
антигравитационные свойства.
◦ 68 темная энергия 26 темная материя 5 барионая мтерия.
29.12.2024

14.

ОЙ спасибо за внимание друзья!
Это как всегда
Глеб Киреев 305 группы
Колледжа РТК
29.12.2024

15.

Если кому интерестны источники на
◦ https://slide-share.ru/konechnost-beskonechnost-vselennoj-paradoksi-klassicheskoj-kosmologii-426200
◦ https://www.youtube.com/watch?v=YNB2qE87IZU&ab_channel=PRagmatic-Studio
◦ https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%
D1%8F
◦ https://ru.wikibrief.org/wiki/Photometric_parallax
◦ И еще куча но они не влезут там у википедии огромные сылки
29.12.2024