Файл: l_14.pdf

Вещество

Вещество

во

во

Вселенной

Вселенной

Вселенная

состоит

из

различных

объектов

, 

различающихся

размерами

и

массами

:  

•

скопления

галактик

, 

•

галактики

, 

•

звёзды

, 

•

планеты

, 

•

молекулы

, 

•

атомы

, 

•

элементарные

частицы

, 

•

поля

 (

электромагнитное

, 

гравитационное

). 

Плотность

объектов

ρ

во

Вселенной

существенно

уменьшается

при

переходе

от

объектов

малых

масштабов

к

большим

. 

•

14

3

10  

г

/

см

ρ

∼

 — 

атомные

ядра

, 

нейтронные

звёзды

, 

•

3

1 10 

г

/

см

ρ

÷

∼

 — 

планеты

, 

звёзды

главной

последовательности

, 

•

24

3

10  

г

/

см

ρ

−

∼

 — 

средняя

плотность

вещества

галактик

, 

•

31

3

10  

г

/

см

ρ

−

∼

 — 

средняя

плотность

барионной

материи

во

Вселенной

. 

Плотность

Плотность

материи

материи

во

во

Вселенной

Вселенной

Распространенность

Распространенность

нуклидов

нуклидов

во

во

Вселенной

Вселенной

Распространенность

нуклидов

во

Вселенной

в

зависимости

от

массового

числа

A

. 

Распространенность

Si

принята

равной

10

6

. 

Эффект

спаривания

нуклонов

приводит

к

тому

, 

что

у

ядер

с

чётными

значениями

Z

и

N

распространённость

, 

как

правило

, 

выше

, 

чем

у соседних ядер с нечетными

Z

и

N

.

Большой

Большой

Взрыв

Взрыв

Большой

Большой

Взрыв

Взрыв

Наши

знания

о

свойствах

частиц

и

динамике

их

взаимодействия

позволяют

достаточно

надежно

реконструировать

события

, 

происходившие

при

рождении

Вселенной

. 

Согласно

теории

Большого

взрыва

, 

примерно

 12–15 

млрд

. 

лет

назад

вещество

Вселенной

было

сконцентрировано

в

очень

малом

объеме

и

имело

огромную

плотность

, 

температуру

и

давление

. 

Происходило

стремительное

  (

взрывное

) 

расширение

Вселенной

, 

сопровождающееся

её

охлаждением

и

уменьшением

давления

. 

Если

за

начальный

момент

t

 = 0 

взять

момент

Большого

взрыва

, 

то

зависимости

плотности

ρ

и

температуры

T

вещества

от

времени

t

космологического

расширения

описываются

соотношениями

: 

5

10

3

2

5 10

10

[ /

]

,

[ ]

.

[ ]

[ ]

г см

T K

t c

t c

ρ

⋅

≈

≈

Из

этих

соотношений

видно

, 

что

при

~ 1

t

 c 

Вселенная

имела

колоссаль

-

ную

плотность

 ~ 10

5

г

/

см

3

и

температуру

 ~ 10

10

 K. 

Существует

несколько

прямых

следствий

событий

далекого

прошлого

,

подтверждающих

концепцию

Большого

взрыва

.  

1. 

Микроволновое

фоновое

излучение

 (

температура

 2.7 K); 

2. 

Отношение

количества

фотонов

к

количеству

барионов

 10

9

 : 1. 

Время

после

Большого

Взрыва

, c 

Характерные

температуры

, 

K 

Характерные

расстояния

,

см

Этап

/

Событие

< 10

−

43

> 10

32

< 10

−

33

Квантовый

хаос

. 

Суперсимметрия

(

объединение

всех

заимодействий

) 

10

−

43

10

32

10

−

33

Планковский

момент

. 

Отделение

гравитационного

взаимодействия

10

−

43 

– 

10

−

36

10

32 

- 10

28

10

−

33 

- 

10

−

29

Великое

объединение

электрослабого

и

сильного

взаимодействий

10

−

36

10

28

10

−

29

Конец

Великого

объединения

. 

Разделение

сильного

и

электрослабого

взаимодействий

10

−

10

10

15

10

−

16

Конец

электрослабого

объединения