Презентация на тему Введение в космологию

модели
Наша Вселенная
Обобщение космологических моделей

эффекта Допплера, скорость галактик пропорциональна этому сдвигу
На самом деле

тел не означает существования центра расширения
Все тела удаляются от

модели
Наша Вселенная
Обобщение космологических моделей

– λ0) / λ0, где
λ0 – длина волны, измеренная

движение источника и наблюдателя)
Гравитационное смещение (различные гравитационные потенциалы источника

движется и изменяется проме-жуток времени между пучностями волны света
Из-за

- угол между направлением движения источника и линией наблюдения
c

свободного движения фотона пространство успело расшириться и «растянуть» фотон
При

сколько раз пространство расширилось по сравнению с определенным моментом)
a2

действия обоих эффектов, то


Причина закона Хаббла – расширение

просто 1/с
Она показывает, насколько в относитель-ных единицах расширяется пространство

области
Наблюдаемую часть Вселенной называют Метагалактикой
Расстояние до границы Метагалактики примерно

модели
Наша Вселенная
Обобщение космологических моделей

распределение материи в пространстве и его эволюцию
Модели делят на

модели:
Вселенная однородна и изотропна
Законы физики одинаковы во всей Вселенной
Применимость

скорости частиц под-чиняются закону Хаббла (что неизбежно при наших

есть . Тогда эта координата меняется по

времени, используем законы сохранения массы и полной механической энергии.
Масса

краю шара:
Кинетическая энергия

Потенциальная энергия

Полная энергия постоянна:

. Тогда
(*)

определяют R(t), т.е. все динамические свойства космологической модели.
В уравнение

уравнения (*):

(кинетическая больше потенциальной) и данный элемент объёма будет вечно

зависит от знака разности

, то расширение шара

k = 0.

пространства и времени (локально)
Качественно верно описывает эволюцию вселенной и

модели
Наша Вселенная
Обобщение космологических моделей

всех системах отсчета.
Это противоречит теории Ньютона, но верно в

относительности (ОТО)
Она рассматривает объекты, которые движутся с большими скоростями

вселенной, дополняя урав-нения гравитационного поля «Λ-членом»
В 1917 году В.

– 1934)

него, в 1927 году Г.Е. Леметр развили далее модель

модели
Наша Вселенная
Обобщение космологических моделей

пространство, в котором происходит движение
Однородное время как параметр движения
Движущаяся

света c, с которой распространяются взаимодействия
Что отсутствует в этой

из-за невозможности построения единой глобальной ИСО в пространстве с

пространство (т.е. элемент интервала ds нельзя глобально преобразовать в

кривизна
У «седла» отрицательная кривизна

кривизне пространства. Чем больше отличие от плоского пространства, тем

и R=gikRik характеризуют кривизну
gik – метрический тензор
Tik характеризует распределение

частых случаях
Компонента T00 равна плотности энергии вещества ε =

с низкой темпе-ратурой (т.е. тепловые скорости движения много меньше

(в его системе отсчета):




Для излучения (фотонов) Tik такой же!

общий вид которого p = αρc2
Из вида тензора

Наша Вселенная

модели
Наша Вселенная
Обобщение космологических моделей

в ЛИСО
Тогда уравнения Эйнштейна сводятся к
Наша Вселенная

уравнения Эйнштейна сводятся к

них эквивалентно уравнению (*), если на место T00 подставить

«физику»

решения тоже одинаковы!

плотности Ω.
Если Ω < 1, то вселенная вечно расширя-ется.

Вселенной а:

Со временем она меняется!
При наблюдении объекта рассчитанная постоянная

модели
Наша Вселенная
Обобщение космологических моделей

пылевидной материей
Возникает закономерный интерес – годится ли разработанная теория

(Tik). Итак,




Оно показывает, что эволюция зависит от уравнения состояния

разными значениями α
Последние данные (WMAP, февраль 2003 года) убедительно

Если не хотят понять

г.) была по построению статичной. Однако, как мы видели,

этого представим себе, что материи вообще нет. Тогда

Эффективный тензор

импульса в ЛИСО, т.е.

видим, что для Λ-члена α =

– 1 (т.е. всю плотность энергии составляет Λ-член), то

способствует сжатию Вселенной, а Λ-член – ее расширению.
Так как

модели
Наша Вселенная
Обобщение космологических моделей

зависимости характеристик вещества от времени для
Пыли
Ультра-релятивистского вещества и излучения
Космологической

Фотоны - всегда
ультра-релятивистские частицы

= 0
Ультра-релятивистское вещество и излучение:
Плотность энергии ε = ρc2
Давление

масштабного фактора a:

а отрицательное – замедляет его

времени:

-1, то
Зависимость истинна, если данный тип
вещества доминирует во Вселенной

Хаббла обратно пропорциональна времени


Если a(t) – экспонента, то постоянная

моделями эволюции Вселенной на основе теории Ньютона и ОТО
На