Космологія — наука вивчаючий всесвіт

Наука, що вивчає всесвіт як єдине ціле, називається космологією. Більшість існуючих космологічних теорій опирається на теорію тяжіння, фізикові елементарних часток, загальну теорію відносності й інші фундаментальні фізичні теорії й, звичайно, на астрономічні спостереження. У космології широко використовується метод моделювання, учені будують теоретичні моделі Всесвіту, шукають спостережливі факти, на основі яких можна перевірити правильність теоретичних висновків. Застосування ЕОМ дозволяє проводити необхідні при цьому розрахунки. Реальний всесвіт, як виявилося, добре описується моделями расширяющейся Вселеної

Перше успішне визначення променевої швидкості галактики за спостереженням доплеровского зсуву її спектральних ліній було виконано в 1912 р. Слайфером в обсерваторії Ловелла. Він знайшов, що галактика в сузір’ї Андромеди наближається до Землі зі швидкістю близько 200 км/с. Це дивний результат, якщо згадати, що більшість зірок рухається зі швидкостями не більше 50 км/с. Вивчаючи спектри інших галактик, Слайфер знайшов, що для більшості з них характерно червоний зсув ліній, тобто на відміну від галактики в Андромеді ці галактики, швидше за все, віддаляються, а не наближаються. Зсув спектральних ліній знову давало більші швидкості. ДО 1914 р. Слайфер виміряв спектри 13 галактик; всі вони, за винятком двох, віддалялися зі швидкостями близько 300 км/з

Такі швидкості набагато перевершували самі більші швидкості, коли-або обмірювані в астрономії. Однак сам дивне було ще спереду. ДО 1917 р. були зареєстровані швидкості в 600 км/з, але навіть цей рекорд був незабаром перевершений. Цікаво прочитати коментар того часу. еддингтон писав в 1923 р.: “Однієї із самих заплутаних проблем космології є величезні швидкості спіральних туманностей. Їхні променеві швидкості в середньому становлять близько 600 км/з, і у величезній більшості переважають швидкості видалення від Сонячної системи. Звичайно вважають, що спіральні туманності — самі дивні з відомих нам зараз об’єктів (хоча ця точка зору й оспаривается деякими авторитетами) , так що швидше за все саме тут, чим де-небудь ще, ми могли б пошукати ефекти, обумовлені загальними властивостями Вселеної”

еддингтон приводить потім список променевих швидкостей спіральних галактик, обмірюваних Слайфером до лютого 1922р., і продовжує: “Дуже разюче величезна перевага позитивних швидкостей (видалення) ; однак, на жаль, недолік спостережень туманностей у південній півкулі не дозволяють зробити остаточний висновок. Якщо навіть південні туманності покажуть перевага позитивних швидкостей, космологічні труднощі все-таки не зникнуть повністю… Потрібно буде зрозуміти, чому дві туманності (у тому числі більша туманність Андромеди) наближається до нас із досить великою швидкістю; саме ці швидкості визначені винятково добре”

Це висловлення еддингтона нагадує нам, що в той час не було з визначеністю встановлено, що спіральні галактики лежать поза Чумацьким Шляхом. Відкриття Хаббла датується 1924 р. Надалі світло на природу слайферовских швидкостей був пролитий з відкриттям в 1926-1927 гг. обертання Чумацького Шляху. Швидкість руху Сонця навколо центра галактики становить близько 250 км/с. Інші об’єкти в Чумацькому шляху також обертаються навколо його центра, тому їхні променеві швидкості щодо Сонця значно менше 250 км/с. Об’єкти, що перебувають поза Чумацьким шляхом, не беруть участь у його обертанні, так що швидкості галактик потрібно виправити за рух Сонця, щоб довідатися їхньої швидкості щодо Чумацького Шляху як цілого. Коли це виправлення було внесено, швидке наближення двох галактик, що так бентежило еддингтона, значно сповільнилося, але саме цікаве, що після виправлення швидкість наближення галактики в Андромеді виявилися всього лише близько 100 км/с. Таким чином, перша обмірювана Слайфером швидкість, що здавалася в той час устрашающе великий, не давала подання про ті сюрпризи, які повинні були піти

Значення результатів Слайфера прояснилося надалі завдяки важливому відкриттю Хаббла, що показав, що швидкості видалення галактик аж ніяк не випадкові. Виходячи з обмірюваних їм відстаней до спіральних галактик, Хаббл В 1929 р. установив, що аж до відстані 6 мільйонів світлового років швидкості галактик пропорційні відстаням до них. На перший погляд могло б здатися, що відкриття Хаббла відновило привілейоване положення Чумацького Шляху. Однак, як незабаром стало ясно, результат Хаббла зовсім не означає, що Чумацький Шлях є єдиним центром разбегания галактик. Навпроти закон розширення, у якому швидкість прямо пропорційна відстані, означає, що будь-яку галактику можна прийняти за центр розширення, і при цьому буде спостерігатися той же самий закон разбегания

Хаббл уважав, що постійна пропорційності в його законі разбегания галактик дорівнює приблизно 500 км/(із Мпс) . Цю шкалу швидкостей можна представити більше наочним способом, що пояснює, чому результат Хаббла означає, що 2 мільйони років тому всі галактики перебували дуже близько друг до друга. Цей результат був разючий не тільки сам по собі, але також і тому, що, як уважали, вік Землі й Сонця більше 2 мільярдів років

Звичайно, припущення, що Всесвіт розширюється увесь час із постійною швидкістю, може бути помилковим. У цьому випадку момент, коли галактики перебували в одній області простору, міг мати місце більше, ніж 2 мільярди років тому. Це питання не можна вирішити без теорії розширення. Тим часом багато хто вважали, що час 2 мільярди років, що називається постійної Хаббла, має фундаментальне значення для Всесвіту в цілому

Такий висновок може здатися поспішним, однак наступні роботи, як правило, підтверджували його. ДО 1931 р. Хаббл розширив область справедливості свого закону з 6 мільйонів до 150 мільйонів світлового років. Нарешті, завдяки новим вимірам доплеровского зсуву, виконаним Хьюмассоном, Хаббл досяг відстаней 240 мільйонів світлового років, де швидкості видалення становили близько 1/7 швидкості світла. Така була ситуація, коли Хаббл опублікував свою книгу “Мир туманностей” в 1936 г

З тих пор вступив у лад 200-дюймовий телескоп у Маунт-Вилсон і вдосконалені методи реєстрації світла, що збирається телескопом. Це дозволило визначити червоні зсуви більше слабких і вилучених галактик. Однак єдина важлива зміна результатів Хаббла пов’язане з великою помилкою в його шкалі відстаней. Постійну Хаббла тепер приймають рівної приблизно 10 мільярдам років. Це значення більше передбачуваних віків Землі й Сонця й порівнянно з віком найстарших зоряних скупчень. Таким чином, припущення, що ніколи Всесвіт був дуже щільної, не зустрічає більше ніяких труднощів

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Школьный софт – сборники сочинений, готовые домашние задания по всем предметам