Теория горячей Вселенной - теория физических процессов во Вселенной, которая расширяется, по которой в прошлом Вселенная имел гораздо большую чем сегодня плотность материи и очень высокую температуру.Первым эту теорию предложил Джордж Гамов в 1948 для объяснения распространенности химических элементов и их изотопов.

В начале расширения Вселенной при большой температуре в условиях термодинамического равновесия с веществом должно было находиться электромагнитное излучение. По мере расширения вещество и излучение охлаждаются, и до сегодняшнего времени во Вселенной должно существовать низкотемпературное излучение (его называют "микроволновым фоновым излучением" или реликтовым излучением), для которого вещество сегодняшнего Вселенной практически прозрачна. Существование во Вселенной такого излучения, которое имеет температуру всего несколько кельвинов, было предусмотрено Джорджем Гамовым.

В 1964 г. Дорошкевич А.Г. и Новиков И.Д. впервые рассчитали широкий спектр плотности электромагнитного излучения от всех источников во Вселенной, эволюционирует (включая радиогалактики и звезды) и показали, что в области сантиметровых и миллиметровых волн интенсивность реликтового излучения с температурой около 1К и выше будет на много порядков превышать излучения отдельных источников, и оно может быть экспериментально обнаружено. Реликтовое излучение было экспериментально открыто Пензиас А. и Вильсоном Р. В 1965 году на длине волны 7,3 см. Экспериментальное наблюдение реликтового излучения стало решающим фактором, который подтвердил справедливость гипотезы о высокой первичную температуру Вселенной. Последующие исследования показали, что реликтовое излучение действительно является равновесным, как и предполагала теория, и имеет температуру 2,7 К. В далеком прошлом плотность излучения была больше плотность. Действительно, с расширением Вселенной энергия каждого кванта уменьшается пропорционально его частоте через красное смещение, т.е. пропорционально увеличению пространственных масштабов.

При очень большой плотностью и температурах все процессы взаимодействия частиц протекают чрезвычайно быстро, гораздо быстрее изменения физических условий вследствие расширения Вселенной, и поэтому мы термодинамическую равновесие между всеми сортами частиц (и их античасток), которые могут рождаться при энергиях, соответствующих данной температуры.

При достижении температуры 4000 К протекает рекомбинация протонов и электронов, после чего равновесие образованной нейтрального вещества (водорода и гелия) с излучением нарушилось - кванты излучения уже не имели необходимой для ионизации вещества энергии и проходили через него, как через прозрачное среду. Температура обособленные излучения продолжала снижаться и в наше составила величину около 3 К. Таким образом, это излучение сохранилось до сегодняшнего дня как реликт от эпохи рекомбинации и образования нейтральных атомов водорода и гелия.

В рамках теории о горячий Вселенная один деликатный момент связан с адиабатическим характером расширения Вселенной. Дело в том, что для адиабатическом расширение по умолчанию необходима "замкнутая термодинамическая система. Конечно возможны адиабатическое процессы и для незамкнутых систем, которые протекают достаточно быстро (уменьшение температуры Вселенной до 4000 К раз и подходят к этому типу процессов. Однако дальнейший процесс уменьшения температуры Вселенной от 4000 К до сегодняшнего значения 2,7 К протекал почти 15 миллиардов лет, и поэтому по умолчанию требовал замкнутости Вселенной, о чем в современных теориях даже не упоминается.

Второй неприятный момент связан с тем, что температура 2,7 К связана с т.н. "Близким горизонтом", причем плотность реликтового излучения порядка 4.10 -13 эрг / см 3.Однако скорость света постоянна, и поэтому электромагнитные волны с "дальнего горизонта" несут нам информацию о прошлом. На краю Вселенной из прошлого, отстоит от современности почти на 15 миллиардов лет. Поэтому естественным образом возникает тривиальный вопрос, почему и эти фотоны реликтового излучения также имеют температуру 2,7 К, а не например 4000К? Обычно их плотность будет значительно меньше чем для "ближнего горизонта", но они должны быть. Неужели и они "стареют" синхронно с роширенням Вселенной. Тогда возникает вопрос почему это "старение" четко синхронизируется с "старением" фотонов "ближнего горизонта"?

Комментарии:


Имя (обязательно)
E-mail (обязятельно)
Сайт

Комментарии(0) Подробнее