เรื่องของสสารมืดและพลังงานมืดในจักรวาล 2. การขยายจักรวาล

เรื่องของสสารมืดและพลังงานมืดในจักรวาล

Valery Anatolyevich Rubakov,
สถาบันวิจัยนิวเคลียร์, RAS, มอสโก, รัสเซีย

การนำเสนอการบรรยาย (pdf, 2 Mb)

ดาวน์โหลดวิดีโอ (AVI): ตอน 1 (180 MB), ตอน 2 (210 MB), ตอน 3 (250 MB)

  • 1. บทนำ
  • 2. การขยายจักรวาล
  • 3. จักรวาลในอดีต
  • 4. ความสมดุลของพลังงานในจักรวาลสมัยใหม่
  • 5. สสารมืด
  • 6. พลังงานมืด
  • 7. ข้อสรุป

2. การขยายจักรวาล

มีข้อเท็จจริงจำนวนมากที่กล่าวถึงคุณสมบัติของเอกภพในปัจจุบันและในอดีตที่ผ่านมา

มะเดื่อ 2

จักรวาลโดยรวม เหมือนกัน: ทุกพื้นที่ในจักรวาลมีลักษณะเหมือนกัน แน่นอนว่าสิ่งนี้ไม่ได้ใช้กับพื้นที่ขนาดเล็ก: มีพื้นที่ที่มีดาวหลายแห่งซึ่งก็คือกาแลคซี มีพื้นที่ที่มีกาแลคซีอยู่หลายแห่ง – กระจุกกาแลคซี มีพื้นที่ที่มีกาแลคซีไม่กี่แห่งนั่นคือช่องว่างขนาดมหึมา แต่พื้นที่ 300 ล้านปีแสงและอื่น ๆ ทั้งหมดมีลักษณะเหมือนกัน นี่แสดงให้เห็นได้ชัดเจนจากการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ซึ่งส่งผลให้ "แผนที่" ของจักรวาลไปถึงระยะทางประมาณ 10 พันล้านปีแสงจากเรา1. ต้องบอกว่า "แผนที่" นี้ทำหน้าที่เป็นแหล่งข้อมูลที่มีค่ามากที่สุดเกี่ยวกับจักรวาลอันทันสมัยเนื่องจากช่วยให้เราสามารถกำหนดระดับเชิงปริมาณได้ว่าเป็นเรื่องที่มีการแจกจ่ายในจักรวาลอย่างไร

บน มะเดื่อ 2 ส่วนของแผนที่นี้จะปรากฏขึ้น2ครอบคลุมปริมาณค่อนข้างเล็กของจักรวาล เห็นได้ชัดว่าในจักรวาลมีโครงสร้างขนาดค่อนข้างใหญ่ แต่โดยทั่วไปกาแลคซีจะ "กระจัดกระจาย" อยู่ในนั้นอย่างสม่ำเสมอ

จักรวาล ขยาย: กาแลคซีกำลังเคลื่อนที่ห่างจากกันและกัน พื้นที่จะยืดออกไปในทุกทิศทางและห่างจากเราไปไกลกว่าเราหรือว่ากาแลคซีนั้นเร็วขึ้นจะเคลื่อนที่ห่างจากเรา วันนี้ก้าวของการขยายตัวนี้มีขนาดเล็ก: ระยะทางทั้งหมดจะเพิ่มเป็นสองเท่า3 ประมาณ 15 พันล้านปี แต่ก่อนหน้านี้อัตราการขยายตัวได้มากขึ้น ความหนาแน่นของสสารในจักรวาลจะลดลงตามกาลเวลาและในอนาคตจักรวาลจะยิ่งขึ้นมากขึ้น ตรงกันข้ามก่อนที่จักรวาลจะมีความหนาแน่นมากกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน "แสงสีแดง" ที่ปล่อยออกมาจากกาแลคซีหรือดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปแสดงให้เห็นถึงการขยายตัวของจักรวาลได้โดยตรง: เนื่องจากความกว้างของพื้นที่โดยทั่วไปความยาวคลื่นของแสงจะเพิ่มขึ้นขณะที่มันบินต่อเรา ปรากฏการณ์นี้ก่อตั้งโดย E. Hubble ในปี พ.ศ. 2470 และเป็นหลักฐานที่แสดงถึงการขยายตัวของจักรวาลโดย Alexander Friedman ทำนายเมื่อสามปีก่อน

เป็นที่น่าทึ่งว่าข้อมูลเชิงสังเกตสมัยใหม่ช่วยให้เราสามารถวัดไม่เพียง แต่อัตราการขยายตัวของจักรวาลในปัจจุบัน แต่ยังเพื่อติดตามอัตราการขยายตัวของมันในอดีต เราจะพูดถึงผลของการวัดเหล่านี้และข้อสรุปที่กว้างไกลที่ไหลออกจากพวกเขา ที่นี่เราพูดเกี่ยวกับต่อไปนี้: ความเป็นจริงมากของการขยายตัวของจักรวาลพร้อมกับทฤษฎีแรงโน้มถ่วง – ทฤษฎีทั่วไปของความสัมพันธ์ – แสดงให้เห็นว่าจักรวาลมีความหนาแน่นมากในอดีตและขยายอย่างรวดเร็ว ถ้าเราติดตามวิวัฒนาการของจักรวาลกลับสู่อดีตโดยใช้กฎทางฟิสิกส์ที่รู้จักกันดีเราจะสรุปได้ว่าวิวัฒนาการนี้เริ่มขึ้นตั้งแต่ช่วงเวลาแห่งบิกแบง ในขณะนี้เรื่องในจักรวาลมีความหนาแน่นมากและการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงมีความแข็งแรงมากจนกฎหมายฟิสิกส์ที่รู้จักกันไม่สามารถใช้งานได้ 14 พันล้านปีได้ผ่านตั้งแต่นั้นมานี่คืออายุของจักรวาลที่ทันสมัย

จักรวาลเป็น "อุ่น": ประกอบด้วยรังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อุณหภูมิ T = 2.725 องศาเคลวิน (โฟตอนที่ระลึกซึ่งปัจจุบันแสดงคลื่นวิทยุ) แน่นอนอุณหภูมิในวันนี้ไม่สูง (ต่ำกว่าอุณหภูมิของฮีเลียมเหลว) แต่นี่ไม่ใช่กรณีในอดีตในกระบวนการของการขยายตัวจักรวาลเย็นลงเพื่อให้ในช่วงแรกของการวิวัฒนาการของอุณหภูมิและความหนาแน่นของสสารสูงกว่าวันนี้มาก ในอดีตจักรวาลร้อนแรงหนาแน่นและขยายตัวได้รวดเร็ว


1 ขนาดของงานนี้แสดงให้เห็นโดยรูปดังต่อไปนี้การสำรวจของ SDSS ซึ่งกำลังดำเนินการอยู่ในปัจจุบันได้ครอบคลุมกาแลคซีมากกว่า 300,000 กาแลคซีที่วัดทั้งทิศทางและระยะทาง

2 ภาพรวม Las Campanas กลางยุค 90

3 แน่นอนว่านี่ไม่ใช่ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์หรือระยะทางระหว่างดวงดาวในกาแลคซี: โลกถูกจัดให้อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์ด้วยแรงโน้มถ่วงและระยะห่างจากดวงอาทิตย์จะไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากการขยายตัวของจักรวาล


Like this post? Please share to your friends:
เรื่องของสสารมืดและพลังงานมืดในจักรวาล ">
ใส่ความเห็น

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: