Планковская эпоха – все о космосе

Первые этапы развития космонавтики

Развитие современной космонавтики началось в конце пятидесятых годов прошлого века. В то время появились первые, межконтинентальные баллистические ракеты, способные нести достаточно большую нагрузку, от нескольких сотен килограмм, до трех тонн. Первые ракеты носители, способные выводить полезную нагрузку на орбиту, были сделаны на базе баллистических ракет.

Баллистические ракеты большой дальности, рассчитаны на выведение груза на баллистическую траекторию, со скоростью около 7 километров в секунду, на которой, груз делает дугу вокруг земного шара, с расчетом на то, чтобы груз, боеголовка, упал на другом конце земли. Если немного увеличить скорость полезной нагрузки, баллистической ракеты, до 8 километров в секунду, то груз выйдет на круговую орбиту, и не будет падать на землю, продолжая постоянно вращаться вокруг земного шара.

Ракета «Р – 7», на стартовой площадке.

Первой космической ракетой, стала модификация советской баллистической ракеты – «Р – 7». Сейчас эта ракета находится в эксплуатации под названием – «РН – Союз». После успешных испытаний Р – 7, разработчик ракеты «Сергей Павлович Королев» убедил Хрущева, сделать космическую модификацию Р – 7, и запустить с ее помощью несколько спутников, для демонстрационного эффекта.

Первый спутник был запущен 4 октября 1957 года. Первые космические полеты вызвали ажиотажную реакцию и сильно подняли рейтинг коммунистической партии в глазах мирового сообщества.

Почувствовав пропагандистский эффект коммунистическая партия начала финансировать и активно развивать новые космические программы. 12 апреля 1961 года, был выведен на орбиту первый пилотируемый корабль – «Восток», с космонавтом «Ю. А. Гагариным на борту».

Дата этого полета, позже вошла в историю под названием – «День космонавтики».

Успехи советских космических программ на начальном этапе, вызвали нервную реакцию в США. Что спровоцировало Американское правительство создать национальное аэрокосмическое агентство – «NASA – НАСА», и начать активное развитие своих национальных космических программ, вершиной которых стала серия пилотируемых полетов на Луну, по программе – «Аполлон».

Одна из высадок на Луну по программе – «Аполлон».

Первая высадка на Луну состоялась 20 июля – 1969 года, последняя в – 1972 году. Программа Аполлон, и последовавшая за ней программа Американской пилотируемой станции – «Скайлеб», 1974 – 1979 годы, восстановили международный престиж США.

После чего активное противостояние в космосе между СССР и США ослабло, но дальнейшее развитие мировой космонавтики продолжилось в русле – «Космической гонки» за национальным престижем.

Первые космические программы создали ракетно-космическую отрасль и сформировали космонавтику в том виде, в котором она осталась сейчас. В качественном отношении современная космонавтика почти не отличается от периода 70 – х годов. Прогресс и рост возможностей космонавтики идет в основном за счет развития приборной и электронной начинки космических аппаратов.

Принятая стратегия освоения космоса, гонка за научно демонстрационными достижениями

Основные преимущества «Гонки за рекордами», в качестве ведущей цели развития космонавтики, я вижу в том, что они позволили мобилизовать значительные ресурсы на развитие космической отрасли в начальный период. Без расчета на практическую отдачу, которая тогда была невозможна, и это обеспечило быстрое развитие космической отрасли в 60 – е, 70 – е, годы.

А в некоторой перспективе, социальный запрос на новые достижения в космосе, так же может направить дополнительные ресурсы в лунные и марсианские программы. В общем, гонка за демонстрационными достижениями, может служить эффективным мобилизующим фактором без оглядки на практическую целесообразность, давая ресурсы для мобилизационных рывков.

Плюс мобилизационных подходов, в том, что они могут быть эффективны для запуска качественно новых направлений деятельности, на стартовых этапах.

В том числе, могут способствовать созданию новых областей космической деятельности направленных на колонизацию космоса, но для этого нужен активный социальный заказ.

Основные недостатки, стратегии гонки за рекордами, на мой взгляд, в том, что она не позволяет космической отрасли эффективно развиваться в качественном и масштабном отношении. А так же не позволяет сделать переход от исследования космоса к его промышленной колонизации.

Гонка за рекордами создала космическую отрасль с ноля в рекордные сроки, но с тех пор качественное развитие космонавтики замерло на месте. У космических администраций было множество возможностей качественной модернизации космической техники, таких как, разработка многоразовых ракет недорогих в эксплуатации, аналогичных тем, что сейчас разрабатывает Илон Маск.

Переход на экономичные «Электрореактивные» двигатели в космическом пространстве.

Или освоения качественно новых видов деятельности, таких как ремонт и обслуживание спутников на орбите, создание орбитальных производственных центров, переход к освоению инопланетных сырьевых ресурсов.

Но все эти возможности остались без внимания, хотя с технологической и финансовой точки зрения они были доступны.

Космические администрации раз за разом повторяли очередные научно пропагандистские проекты, соревнуясь друг с другом в количестве научных данных получаемых за счет исследовательских зондов или пилотируемых станций.

Мышление ведомственных аналитиков не рассчитано на достижение практических задач, так же как и общецивилизационных целей, таких как движение, к космической эре, оно мотивировано только на выполнение политического заказа.

А политический заказ, в свою очередь только на укрепление престижа власти и государства.

начало статьи http://globalscience.ru/article/read/27808/

продолждение статьи http://globalscience.ru/article/read/27810/

Автор статьи Николай Агапов

Источник: http://GlobalScience.ru/article/read/27809/

Теория большого взрыва

Привет, число моих подписчиков перевалило за 3, и по этому я решил написать новую статью. Сегодняшняя тема будет затрагивать все предыдущие понемногу. И так: что же такое большой взрыв, и почему он так популярен в мире? Посмотрим глазами любителей.

Много религий уже сотни лет утверждают, что в создании вселенной есть божье начало. Возможно это и есть задатки теории большого взрыва.

Красное смещение

Все началось с того, что в 1912 году американский астроном В. Слайфер обнаружил эффект красного смещения в спектре галактик (свет от галактик менее синий, чем должен быть).

Это означает удаление галактик друг от друга. В 1929 г. Э.

Хабблом было сформулировано, что отдаление галактик от нас пропорционально их красному смещению (закон Хаббла), что дало возможность измерять точные расстояния по смещению.

Стало быть, отдаляются они друг от друга, причем центр расширения не определяем, и отдаляются некоторое время. И люди задумались, раз был какой то центр, и все галактики отдаляются некоторое время, то значит у нашей вселенной было начало, или момент её рождения. Это время и называют большим взрывом.

Это пожалуй самая сложная для понимания часть. То что было до называют сингулярностью. Сингулярность представляет собой некую безразмерную точку, с бесконечной плотностью и температурой. Имея такие данные, к этой точке неприменимы современные физические законы, т.е.

тогда не было ни времени, ни пространства — была лишь эта точка. Из-за этого ученые не могут с уверенностью говорить, что же было до большого взрыва, возможно даже была вселенная, которая свернулась в эту точку, а возможно была какая-то могущественная сила, которая сотворила нашу вселенную.

Но главное, что начало у нашей версии вселенной таки было.

Приблизительно 13,7 млрд. лет назад случилось это повсеместное расширение, и наша вселенная начала стремительно остывать и набирать объем. Ну как начала.

Планковская эпоха

С температурой примерно 10 в 32 степени, и плотностью 10 в 93 наша вселенная представляла собой однородную массу с элементарными частицами и объединенными силами. Длилась эта эпоха, в пересчете на наше время 10 в -43 степени секунды. Чудное время без лжи и злости, и все вместе.

Эпоха великого объединения

В эту эпоху случился раздор среди сил, и гравитационная сила отделилась от всех остальных. Длилась она до 10 в -35 степени секунды с начала зарождения вселенной.

Эпоха космической инфляции

Тут то и началось то самое расширение вселенной, при чем он очень стремительно, приблизительно в 10 в 78 степени раз.

Красными линиями нарисовано то, какой была бы наша вселенная без инфляции. Да тут еще есть разные концовки вселенной

Это можно и считать собственно взрывом, поскольку тут он был, с огненной волной, нагреванием и всякими плюшками. Вселенная представляла собой кварк-глюоную плазму.

Если вы помните мою предыдущую статью, то это элементарные частицы из стандартной модели. Возможно для нас с вами это был самый важный этап в жизни вселенной. Поскольку в этот период происходят различные квантовые флуктуации, которые сделали нашу часть вселенной такой, какая она есть, и породило большое количество элементарных частиц.

Так же в этот период произошло нарушение СР-инвариантности, то есть преобладание вещества над антивеществом.

Тут мы уменьшаем картинку, что бы показать растяжение вселеннойДля наглядностиЭта картинка искусственно раскрашенная, а разница в температуре измеряется микрокельвинами, или даже меньше

В конце этой эпохи начался бариогенезис, т.е. элементарные частицы (кварки и глюоны) начали объединяться в барионы ( протоны и нейтроны), и преобладание материей над антиматерией.

Электрослабая эпоха

После бариогенезиса вселенная еще больше остыла, что привело к тому что образовались новые частицы, такие как лептоны, фотоны, W- и Z-бозоны, бозоны Хиггса.

Кварковая и адронная эпохи

Примерно в 10 в степени −12 секунды произошло окончательное разбиение фундаментальных взаимодействий на привычные нам гравитацию, сильное, слабое и электромагнитное, и выжившие после нарушения инвариантности кварки и глюоны начали объединяться в адроны (то же элементарные частицы из предыдущей статьи).

Лептонная эпоха

Так мы дошли до первой секунды жизни нашей вселенной. Пока адроны образовывались и аннигилировали (с небольшим положительным остатком), вселенная расширилась настолько, что её температуры теперь хватало лишь на образование лептон-антилептонных пар. Потом проаннигилировали и лептоны (и снова кое-что осталось в плюсе), и во вселенной начали доминировать фотоны.

Протонная эпоха

Далее происходит эпоха нуклеосинтеза, в этой эпохи протоны объединяются с нейтронами, и образуются ядра дейтерия, гелия-4 и еще нескольких других ядер (приблизительно 20 минут после начала). Затем где то через 70 тысяч лет материя начинает преобладать над излучением, это приводит к изменению режима расширения вселенной.

Первые 380 тысяч лет и куча непонятных графиков

Читайте также:  Биография персиваля лоуэлла - все о космосе

Приблизительно через 380 тысяч лет вселенная остыла настолько, что стало возможным существование атомов водорода.

Количество частиц сделалось настолько маленьким, что наша вселенная перестала быть похожа на плазму, и излучение смогло через нее проходить. Это излучение называется реликтовым, с температурой 2,72548 ± 0,00057 к.

(я описал его выше, и почему оно неоднородное тоже), и это излучение фотонов.

Последующие 150 млн. лет не было ничего интересного, и эта эпоха называется темными веками. Был только водород, гелий, и излучение. И по прошествии где то 400 млн. лет появились первые звезды, квазары, галактики. После мертвых звезд начали появляться планеты.

Заключительная картина истории нашей вселенной

Давайте вернемся к началу статьи, там я писал о том, что галактики удаляются от нас. Это значит, что со временем мы останемся одни в видимой части вселенной. Т.е. сил, которые бы сдерживали галактик друг с другом не хватит, но в тоже время их хватит на то что бы сдерживать все внутри нее.

Варианты развития нашей вселенной, без учета инфляции

Конец нашей вселенной пока что не определен, как и не понятно, есть ли другие вселенные. Дальнейшая эволюция зависит от экспериментально измеримого параметра — средней плотности вещества в современной вселенной.

Если плотность не превосходит некоторого (известного из теории) критического значения, вселенная будет расширяться вечно, если же плотность больше критической, то процесс расширения когда-нибудь остановится и начнётся обратная фаза сжатия, возвращающая к исходному сингулярному состоянию.

Но с 1998 года считается, что наша вселенная с недавних пор начала расширяться, хоть и с намного меньшей скоростью, как было во время инфляции.

И казалось бы, что нас ждет тлен и одиночество, да еще и с ускорением, но ученые всячески трудятся над такими теориями, как теория струн, и пытаются заглянуть за грани нашей вселенной, и того что с ней будет дальше. Вы тоже не отчаивайтесь и живите дальше!

Формулы есть, но они сложные для понимания, а сама статья тоже не простая, по этому писать тут ничего не буду, кроме как формулу красного смещения, в самой простой форме:

здесь z – параметр смещения лямбда и лямбда 0 — значения длины волны в точках наблюдения и испускания излучения соответственно.

Источник: https://medium.com/stars-and-something-small/bda8d234bf10

Основные даты покорения космоса

Мысли о проникновении человека в космическое пространство совсем недавно считались нереальными. И все же полет в космос стал реальностью потому, что ему предшествовал и, по-видимому,  сопровождал его полет фантазии.

Прошло всего 50 лет с тех пор, как человек «шагнул в космос», а кажется, что это случилось давным-давно. Стали привычными  космические полеты, а ведь каждый полет – это героический поступок.

Время меняет темп жизни, каждая эпоха характеризуется конкретными  научными открытиями и их практическим использованием.

Современное состояние космонавтики, когда на орбитальных станциях в длительных космических полетах работают космонавты, когда по маршруту Земля – орбитальная станция курсируют пилотируемые и автоматические и грузовые транспортные корабли, содержание работ, которые выполняют космонавты, позволяет говорить об исключительно народно-хозяйственном и научном значении практического освоения космоса

Объективный и тщательный контроль за состоянием земной атмосферы возможен только из космоса. Искусственные спутники связи, космическая метеослужба, космическая геологоразведка и многое другое решают важные государственные вопросы и задачи. Из космоса впервые получены сведения о загрязнении озера Байкал, о величине нефтяных пятен в океане,  об интенсивном наступлении пустынь на леса и степи.

Люди издавна мечтали о полетах к звездам, они предлагали сотни разнообразных летательных машин, способных преодолеть земное притяжение и выйти в космос. И лишь в 20 веке мечта землян осуществилась…

И огромный вклад в осуществление этой мечты внесли наши соотечественники.

Николай Иванович Кибальчич (1897-1942), уроженец Черниговской губернии – гениальный изобретатель, приговоренный к смертной казни за изготовление бомб, которыми был убит император Александр II.

В ожидании исполнения приговора, в казематах Петропавловской крепости, он создал проект ракеты, управляемой человеком, но о его идеях ученые узнали лишь спустя 37 лет, в 1916 году.

  Некоторые элементы этого проекта настолько хорошо продуманы, что используются и до сих пор.

Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935) не был знаком с Н. И. Кибальчичем, однако их можно считать родными братьями хотя бы потому, что оба они были верными сынами России, и потому, что оба были одержимы и проникнуты идеей освоения космического пространства.

Великий труженик русской науки и техники К. Э. Циолковский  – создатель теории реактивного движения в межпланетном пространстве. Разработал теорию многоступенчатых ракет, орбитальных спутников Земли, подробно рассмотрел возможность путешествия к иным планетам.

Величайшая заслуга Циолковского перед человечеством состоит в том, что он открыл людям глаза на реальные пути осуществления космических полетов. В его работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (1903 г.

) дана стройная теория ракетного движения и доказано, что именно ракета явится средством грядущих  межпланетных полетов.

Иван Всеволодович Мещерский (1859-1935) родился на два года позже К. Э. Циолковского. Теоретические исследования по механике тел переменной массы (вывел уравнение, которое до сих пор является исходным для определения тяги ракетного двигателя), сыгравшие столь значительную роль в развитии ракетостроения, поставили его имя в одном почетном ряду имен покорителей космоса.

А вот Фридрих Артурович Цандер (1887-1933)), урожененц Латвии, всю свою жизнь посвятил практической реализации идеи осуществления космических полетов.

Он создал школу теории и конструирования реактивных двигателей, воспитал много талантливых последователей этого важного дела. Ф. А. Цандера сжигала страсть к космическим полетам.

Он не дожил до дня запуска ракеты с его реактивным двигателем ДР-2, проложившей первую космическую трассу.

Сергей Павлович Королев (1907-1966) – главный конструктор ракет, первых искусственных спутников земли и пилотируемых летательных аппаратов. Его таланту, его энергии мы обязаны тем, что первый космический корабль был создан и успешно запущен именно в нашей стране.

С особой гордостью я называю имя своего земляка, Юрия Васильевича Кондратюка. Космическая биография Новосибирска началась с имени этого ученого-самоучки, который в 1929  г.

издал результаты своих расчетов в книге «Завоевания межпланетных пространств». Именно на основе его трудов американские астронавты и советские автоматические станции достигали Луны.

Война, оборвавшая его жизнь,  не дала осуществиться всем его замыслам.

https://www.youtube.com/watch?v=TvMjDO3A0to

Неоценимый по значимости вклад в развитие космонавтики в нашей стране внес академик Мстислав Всеволодович Келдыш (1911-1978). Он возглавил решающий участок работ по изучению и освоению космоса.

Выявление новых научных и технических задач, новых горизонтов в исследовании космического пространства, вопросы организации и управления полетом —  это далеко не полный круг деятельности М. В. Келдыша.

Юрий Алексеевич Гагарин – первый космонавт Земли. Вся страна восхищалась его подвигом. Он стал героем космоса благодаря своей воле, настойчивости и верности мечте, которая зародилась еще в детстве. Трагическая гибель оборвала его жизнь, но след от этой жизни остался навсегда – и на Земле и в космосе.

К сожалению, не могу назвать всех по именам и подробно рассказать обо всех тех ученых, инженерах, летчиках-испытателях и космонавтах, чей вклад в дело освоения космоса огромен. Но без названных имен космонавтика немыслима.(Приложение1)

4 октября 1957 г. был запущен первый ИСЗ. Масса «Спутника-1» была 83,6 кг. Восемнадцатый Международный конгресс по астронавтике утвердил этот день  началом космической эры.   Первый  спутник  «говорил  по-русски».

«Нью-Йорк таймс» писала: «Этот конкретный символ будущего освобождения человека из-под власти сил, приковывающих его к Земле, создан и запущен советскими учеными и техническими специалистами. Все на Земле должны быть благодарны им.

Это подвиг, которым может гордиться все человечество».

1957 и 1958 г.г. стали годами штурма  первой космической скорости, годами искусственных спутников Земли. Появилась новая область науки – спутниковая геодезия.

4 января 1959 г. впервые было «преодолено» земное тяготение.

Первая лунная ракета «Мечта» сообщила летательному аппарату «Луна-1» массой 361,3 кг вторую космическую скорость (11,2 км/с, стала первым искусственным спутником Солнца.

Были решены сложные технические задачи, получены новые данные о радиационном поле Земли и космического пространства. С этого времени началось исследование Луны.

Одновременно продолжалась упорная и кропотливая подготовка к первому в истории Земли полету человека. 12 апреля 1961 г. в кабину космического корабля «Восток» поднялся тот, кому первому в мире предстояло шагнуть в неизведанную бездну космического пространства, гражданин СССР,  летчик Военно-Воздушных Сил  Юрий Алексеевич Гагарин.

Потом были другие «Востоки». А 12 октября 1964 г.

началась эпоха «Восходов», которые по сравнению с «Востоками» имели новые кабины, позволяющие космонавтам впервые осуществлять полеты без скафандров, новое приборное оборудование, улучшенные условия обзора, улучшенные системы мягкой посадки: скорость приземления практически доводилась до нуля.

В марте 1965 г. впервые человек вышел в открытый космос. Алексей Леонов летал в космосе рядом с космическим кораблем «Восход-2» со скоростью 28 000 км/ч.

Потом талантливыми головами и золотыми руками было вызвано к жизни новое поколение космических кораблей — «Союзы». На «Союзах» осуществлялось широкое маневрирование, ручная стыковка, была создана первая в мире экспериментальная космическая станция, впервые осуществлен переход из корабля в корабль.

На орбитах начали функционировать и нести свою научную вахту орбитальные научные станции типа «Салют». Стыковку с ними осуществляют космические корабли семейства «Союз», технические возможности которых позволяют изменять высоту орбиты, осуществлять поиск другого корабля, сближаться с ним и причаливать.

Читайте также:  Семь чудес луны - все о космосе

«Союзы» обрели полную свободу в космосе, так как могут осуществить автономный полет без участия наземного командно-измерительного комплекса.

Следует отметить, что в 1969 г. в исследовании космоса произошло событие, сопоставимое по значимости с первым полетом в космос Ю. А. Гагарина. Американский космический корабль «Аполлон-11» достиг Луны, и двое американских астронавтов 21 июля 1969 г. высадились на ее поверхность.

Спутники типа «Молния» проложили радиомост Земля – космос – Земля. Дальний Восток стал близким, так как радиосигналы по маршруту Москва- спутник – Владивосток пробегают за 0,03 с.

1975 год в истории космических исследований был отмечен выдающимся свершением — совместным полетом в космосе советского корабля «Союз» и корабля США «Аполлон».

С 1975 г. функционирует новый вид космического ретранслятора для цветных телепередач — спутник «Радуга».

2 ноября 1978 г. успешно завершен очень длительный в истории космонавтики (140 сут) пилотируемый полет. Космонавты Владимир Коваленок и Александр Иванченков успешно приземлились в 180 км юго-восточнее г. Джезказгана.

За время работы их на борту орбитального комплекса «Салют-6» –  «Союз» – «Прогресс» выполнена широкая программа научно-технических и медико-биологических экспериментов, проведены исследования природных ресурсов и изучение природной среды.

Отмечу еще одно выдающееся событие в исследовании космоса. 15 ноября 1988г.

орбитальный корабль многоразового использования «Буран», выведенный в космос уникальной ракетной системой «Энергия», выполнил двухвитковый полет по орбите вокруг Земли и приземлился на посадочную полосу космодрома Байконур. Впервые в мире посадка корабля многоразового использования осуществлена в автоматическом режиме

В активе нашей космонавтики годичное пребывание на орбите и плодотворная научно-исследовательская деятельность. Длительная космическая командировка на станцию «Мир» закончилась для Владимира Титова и Мусы Макарова успешно. Они благополучно вернулись на родную Землю.



Источник: http://biofile.ru/his/12801.html

Все о космосе. Зарождение Вселенной

ПодробностиОпубликовано: 21.01.2016 09:59Автор: indra

Большинство ученых поддерживают Теорию Большого Взрыва зарождения Вселенной. Но каким образом и зачем произошёл этот взрыв не ведает никто. Поэтому им ещё предстоит сделать множество открытий.

Понятно всем, что путешествовать по настоящему в межзвёздном пространстве для человечества, пока, не представляется возможным.

Ведь даже если человек сможет достигнуть световой скорости, то на этой скорости он всё равно будет ограничен посещением ближайших звёздных систем, ведь самая близкая к нам звезда Проксима Центавра находится на расстоянии 4,2421 ± 0,0016 световых года.

Более того человечество стоит на пороге грандиозных открытий. Узнав как именно зародилась Вселенная с космосом, и что происходило человек шагнёт в новую эпоху открытий и найдет способ посещать не только ближайшие звёздные системы, но и отдалённые галактики… Документальный фильм, раскрывающий тайну возникновения Вселенной, захватит всё ваше внимание, поразительными фактами и открытиями.

Жизнь зародилась из неорганической материи в космосе или она возникла именно на Земле? Эта дилемма обязательно встает перед исследователем, заинтересовавшимся проблемой происхождения жизни. Доказать правоту какой-либо из двух существующих ныне гипотез до сих пор никому не удалось, как, впрочем, не удалось придумать и третий путь решения.

Нет никакой надежды, что однажды клетка получилась сама собой из атомов химических элементов. Это невероятный вариант. Простая клетка бактерии содержит сотни генов, тысячи белков и разных молекул. Фред Хойл шутил, что синтез клетки так же невероятен, как сборка «Боинга» ураганом, пронесшимся над свалкой запчастей.

И все же «Боинг» существует, значит, он был каким-то образом «собран», точнее «самособран». По нынешним представлениям, «самосборка» «Боинга» началась 4,5 миллиарда лет назад, процесс шел постепенно и был растянут во времени на миллиард лет. По крайней мере 3,5 миллиарда лет назад живая клетка уже существовала на Земле.

Для синтеза живого из неживого на начальном этапе в атмосфере и водоемах планеты должны присутствовать простые органические и неорганические соединения: C, C2, C3, CH, CN, CO, CS, HCN, CH3CH, NH, O, OH, H2O, S.

Стэнли Миллер в своих знаменитых опытах по абиогенному синтезу смешал водород, метан, аммиак и водяные пары, потом пропускал нагретую смесь через электрические разряды и охлаждал.

Через неделю в колбе образовалась коричневая жидкость, содержащая семь аминокислот, и в том числе глицин, аланин и аспарагиновую кислоту, входящие в состав клеточных белков. Эксперимент Миллера показал, как могла образоваться предбиологическая органика — вещества, которые участвуют в синтезе более сложных компонентов клетки.

С тех пор биологи считают этот вопрос решенным, несмотря на серьезную проблему. Дело в том, что абиогенный синтез аминокислот идет только в восстановительных условиях, вот почему Опарин полагал атмосферу ранней Земли метано-аммиачной. Но геологи не согласны с таким выводом.

Приятного и познавательного просмотра

Источник: https://inkusto.com/multimedia/video/video-o-kosmose/303-vse-o-kosmose-zarozhdenie-vselennoj

Как появилась наша вселенная?

Как она в кажущееся на первый взгляд бесконечное пространство превратилась? И чем она спустя многие миллионы и миллиарды лет станет? Эти вопросы терзали (и продолжают терзать) умы философов и ученых, кажется, еще с начала времен, породив при этом множество интересных и порой даже безумных теорий
.

Сегодня большинство астрономов и космологов пришли к общему согласию относительно того, что вселенная, которую мы знаем, появилась в результате гигантского взрыва, породившего не только основную часть материи, но явившегося источником основных физических законов, согласно которым существует тот космос, который нас окружает.

Все это называется теорией большого взрыва.

Основы теории большого взрыва относительно просты. Таким образом, если кратко, согласно ей вся существовавшая и существующая сейчас во вселенной материя появилась в одно и то же время – около 13, 8 миллиарда лет назад.

В тот момент времени вся материя существовала в виде очень компактного абстрактного шара (или точки) с бесконечной плотностью и температурой. Это состояние носило название сингулярности.

Неожиданно сингулярность начала расширяться и породила ту вселенную, которую мы знаем.

Стоит отметить, что теория большого взрывая является лишь одной из многих предложенных гипотез возникновения вселенной (например, есть еще теория стационарной вселенной), однако она получила самое широкое признание и популярность. Она не только объясняет источник всей известной материи, законов физики и большую структуру вселенной, она также описывает причины расширения вселенной и многие другие аспекты и феномены.

Хронология событий в теории большого взрыва.

Основываясь на знаниях о нынешнем состоянии вселенной, ученые предполагают, что все должно было начаться с единственной точки с бесконечной плотностью и конечным временем, которые начали расширяться.

После первоначального расширения, как гласит теория, вселенная прошла фазу охлаждения, которая позволила появиться субатомным частицам и позже простым атомам.

Гигантские облака этих древних элементов позже, благодаря гравитации, начали образовывать звезды и галактики.

Все это, по догадкам ученых, началось около 13, 8 миллиарда лет назад, и поэтому эта отправная точка считается возрастом вселенной.

Путем исследования различных теоретических принципов, проведения экспериментов с привлечением ускорителей частиц и высокоэнергетических состояний, а также путем проведения астрономических исследований дальних уголков вселенной ученые вывели и предложили хронологию событий, которые начались с большого взрыва и привели вселенную в конечном итоге к тому состоянию космической эволюции, которое имеет место быть сейчас.

Ученые считают, что самые ранние периоды зарождения вселенной – продлившиеся от 10-43 до 10-11 секунды после большого взрыва, – по прежнему являются предметом споров и обсуждений.

Внимание! Только в том случае, если учесть, что те законы физики, которые нам сейчас известны, не могли существовать в это время, то очень сложно понять, каким же образом регулировались процессы в этой ранней вселенной.

Кроме того, экспериментов с использованием тех возможных видов энергий, которые могли присутствовать в то время, до сих пор не проводилось. Как бы там ни было, многие теории о возникновении вселенной в конечном итоге согласны с тем, что в какой-то период времени имелась отправная точка, с которой все началось.

Эпоха сингулярности.

Также известная как планковская эпоха (или планковская эра) принимается за самый ранний из известных периодов эволюции вселенной.

В это время вся материя содержалась в единственной точке бесконечной плотности и температуры.

Во время этого периода, как считают ученые, квантовые эффекты гравитационного взаимодействия доминировали над физическим, и ни одна из физических сил не была равна по силе гравитации.

Планковская эра предположительно длилась от 0 до 10-43 секунды и названа она так потому, что измерить ее продолжительность можно только планковским временем.

Ввиду экстремальных температур и бесконечной плотности материи состояние вселенной в этот период времени было крайне нестабильным.

После этого произошли периоды расширения и охлаждения, которые привели к возникновению фундаментальных сил физики.

Приблизительно в период с 10-43 до 10-36 секунды во вселенной происходил процесс столкновения состояний переходных температур. Считается, что именно в этот момент фундаментальные силы, которые управляют нынешней вселенной, начали отделяться друг от друга. Первым шагом этого отделения явилось появление гравитационных сил, сильных и слабых ядерных взаимодействий и электромагнетизма.

В период примерно с 10-36 до 10-32 секунды после большого взрыва температура вселенной стала достаточно низкой (1028 к), что привело к разделению электромагнитных сил (сильное взаимодействие) и слабого ядерного взаимодействия (слабого взаимодействия.

Эпоха инфляции.

С появлением первых фундаментальных сил во вселенной началась эпоха инфляции, которая продлилась с 10-32 секунды по планковскому времени до неизвестной точки во времени. Большинство космологических моделей предполагают, что вселенная в этот период была равномерно заполнена энергией высокой плотности, а невероятно высокие температура и давление привели к ее быстрому расширению и охлаждению.

Это началось на 10-37 секунде, когда за фазой перехода, вызвавшей отделение сил, последовало расширение вселенной в геометрической прогрессии. В этот же период времени вселенная находилась в состоянии бариогенезиса, когда температура была настолько высокой, что беспорядочное движение частиц в пространстве происходило с околосветовой скоростью.

В это время образуются и сразу же сталкиваясь разрушаются пары из частиц – античастиц, что, как считается, привело к доминированию материи над антиматерией в современной вселенной. После прекращения инфляции вселенная состояла из кварк – глюоновой плазмы и других элементарных частиц. С этого момента вселенная стала остывать, начала образовываться и соединяться материя.

Эпоха охлаждения.

Читайте также:  Космонавт бондаренко валентин васильевич - все о космосе

Со снижением плотности и температуры внутри вселенной начало происходить и снижение энергии в каждой частице.

Это переходное состояние длилось до тех пор, пока фундаментальные силы и элементарные частицы не пришли к своей нынешней форме.

Так как энергия частиц опустилась до значений, которые можно сегодня достичь в рамках экспериментов, действительное возможное наличие этого временного периода вызывает у ученых куда меньше споров.

Например, ученые считают, что на 10-11 секунде после большого взрыва энергия частиц значительно уменьшилась. Примерно на 10-6 секунде кварки и глюоны начали образовывать барионы – протоны и нейтроны. Кварки стали преобладать над антикварками, что в свою очередь привело к преобладанию барионов над антибарионами.

Так как температура была уже недостаточно высокой для создания новых протонно – антипротонных пар (или нейтронно – антинейтронных пар), последовало массовое разрушение этих частиц, что привело к остатку только 1/1010 количества изначальных протонов и нейтронов и полному исчезновению их античастиц.

Аналогичный процесс произошел спустя около 1 секунды после большого взрыва. Только “Жертвами” на этот раз стали электроны и позитроны.

После массового уничтожения оставшиеся протоны, нейтроны и электроны прекратили свое беспорядочное движение, а энергетическая плотность вселенной была заполнена фотонами и в меньшей степени нейтрино.

В течение первых минут расширения вселенной начался период нуклеосинтеза (синтез химических элементов.

Благодаря падению температуры до 1 миллиарда кельвинов и снижения плотности энергии примерно до значений, эквивалентных плотности воздуха, нейтроны и протоны начали смешиваться и образовывать первый стабильный изотоп водорода (дейтерий), а также атомы гелия. Тем не менее большинство протонов во вселенной остались в качестве несвязных ядер атомов водорода.

Спустя около 379 000 лет электроны объединились с этими ядрами водорода и образовали атомы (опять же преимущественно водорода), в то время как радиация отделилась от материи и продолжила практически беспрепятственно расширяться через пространство. Эту радиацию принято называть реликтовым излучением, и она является самым древнейшим источником света во вселенной.

С расширением реликтовое излучение постепенно теряло свою плотность и энергию и в настоящий момент его температура составляет 2, 7260 0, 0013 к ( – 270, 424 C), а энергетическая плотность 0, 25 эВ (или 4, 005×10-14 Дж/м? ; 400-500 Фотонов/см. Реликтовое излучение простирается во всех направлениях и на расстояние около 13, 8 миллиарда световых лет, однако оценка его фактического распространения говорит примерно о 46 миллиардах световых годах от центра вселенной.

Эпоха структуры (иерархическая эпоха).

В последующие несколько миллиардов лет более плотные регионы почти равномерно распределенной во вселенной материи начали притягиваться друг к другу. В результате этого они стали еще плотнее, начали образовывать облака газа, звезды, галактики и другие астрономические структуры, за которыми мы можем наблюдать в настоящее время.

Этот период название иерархической эпохи носит. В это время та вселенная, которую мы видим сейчас, начала приобретать свою форму.

Материя начала объединяться в структуры различных размеров – звезды, планеты, галактики, галактические скопления, а также галактические сверхскопления, разделенные межгалактическими перемычками, содержащими всего лишь несколько галактик.

Детали этого процесса могут быть описаны согласно представлению о количестве и типе материи, распределенной во вселенной, которая представлена в виде холодной, теплой, горячей темной материи и барионного вещества.

Однако современной стандартной космологической моделью большого взрыва является модель лямбда – CDM, согласно которой частицы темной материи двигаются медленнее скорости света.

Выбрана она была потому, что решает все противоречия, которые появлялись в других космологических моделях.

Согласно этой модели на холодную темную материю приходится около 23 процентов всей материи/энергии во вселенной. Доля барионного вещества составляет около 4, 6 процента.

Лямбда – CDM ссылается на так называемую космологическую постоянную: теорию, предложенную Альбертом Эйнштейном, которая характеризует свойства вакуума и показывает соотношение баланса между массой и энергией как постоянную статичную величину.

В этом случае она связана с темной энергией, которая служит в качестве акселератора расширения вселенной и поддерживает гигантские космологические структуры в значительной степени однородными.

Долгосрочные прогнозы относительно будущего вселенной.

Гипотезы относительно того, что эволюция вселенной обладает отправной точкой, естественным способом подводят ученых к вопросам о возможной конечной точке этого процесса.

Только в том случае, если вселенная начала свою историю из маленькой точки с бесконечной плотностью, которая вдруг начала расширяться, не означает ли это, что расширяться она тоже будет бесконечно или же однажды у нее закончится экспансивная сила и начнется обратный процесс сжатия, конечным итогом которого станет все та же бесконечно плотная точка?

Ответы на эти вопросы были основной целью космологов с самого начала споров о том, какая же космологическая модель вселенной является верной. С принятием теории большого взрыва, но по большей части благодаря наблюдению за темной энергией в 1990-х годах, ученые пришли к согласию в отношении двух наиболее вероятных сценариев эволюции вселенной.

Согласно первому, получившему название “Большое Сжатие”, вселенная достигнет своего максимального размера и начнет разрушаться.

Такой вариант развития событий будет возможен, если только плотность массы вселенной станет больше, чем сама критическая плотность.

Другими словами, если плотность материи достигнет определенного значения или станет выше этого значения (1-3×10-26 кг материи на м), вселенная начнет сжиматься.

Альтернативой служит другой сценарий, который гласит, что если плотность во вселенной будет равна или ниже значения критической плотности, то ее расширение замедлится, однако никогда не остановится полностью.

Согласно этой гипотезе, получившей название “Тепловая Смерть Вселенной”, расширение продолжится до тех пор, пока звездообразования не перестанут потреблять межзвездный газ внутри каждой из окружающих галактик. То есть полностью прекратится передача энергии и материи от одного объекта к другому.

Все существующие звезды в этом случае выгорят и превратятся в белых карликов, нейтронные звезды и черные дыры.

Постепенно черные дыры будут сталкиваться с другими черными дырами, что привет к образованию все более и более крупных. Средняя температура вселенной приблизится к абсолютному нулю. Черные дыры в итоге “Испарятся”, выпустив свое последнее излучение хокинга. В конце концов термодинамическая энтропия во вселенной максимальной станет. Тепловая смерть наступит.

Современные наблюдения, которые учитывают наличие темной энергии и ее влияние на расширение космоса, натолкнули ученых на вывод, согласно которому со временем все больше и больше пространства вселенной будет проходить за пределами нашего горизонта событий и станет невидимым для нас. Конечный и логичный результат этого ученым пока не известен, однако “Тепловая Смерть” вполне может оказаться конечной точкой подобных событий.

Есть и другие гипотезы относительно распределения темной энергии, а точнее, ее возможных видов (например фантомной энергии.

Согласно им галактические скопления, звезды, планеты, атомы, ядра атомов и материя сама по себе будут разорваны на части в результате ее бесконечного расширения.

Такой сценарий эволюции носит название “Большого Разрыва”. Причиной гибели вселенной согласно этому сценарию является само расширение.

История теории большого взрыва.

Самое раннее упоминание большого взрыва относится к началу 20-го века и связано с наблюдениями за космосом.

В 1912 году американский астроном весто слайфер провел серию наблюдений за спиральными галактиками (которые изначально представлялись туманностями) и измерил их доплеровское красное смещение.

Почти во всех случаях наблюдения показали, что спиральные галактики отдаляются от нашего млечного пути.

В 1922 году выдающийся российский математик и космолог Александр Фридман вывел из уравнений Эйнштейна для общей теории относительности так называемые уравнения Фридмана. Несмотря продвижения Эйнштейном теории в пользу наличия космологической постоянной, работа Фридмана показала, что вселенная скорее находится в состоянии расширения.

В 1924 году измерения Эдвина хаббла дистанции до ближайшей спиральной туманности показали, что эти системы на самом деле являются действительно другими галактиками.

В то же время хаббл приступил к разработке ряда показателей для вычета расстояния, используя 2, 5-метровый телескоп хукера в обсерватории маунт Вилсон.

К 1929 году хаббл обнаружил взаимосвязь между расстоянием и скоростью удаления галактик, что впоследствии стало законом хаббла.

В 1927 году бельгийский математик, физик и католический священник Жорж леметр независимо пришел к тем же результатам, какие показывали уравнения Фридмана, и первым сформулировал зависимость между расстоянием и скоростью галактик, предложив первую оценку коэффициента этой зависимости. Леметр считал, что в какой-то период времени в прошлом вся масса вселенной была сосредоточена в одной точке (атоме.

Эти открытия и предположения вызывали много споров между физиками в 20-х и 30-х годах, большинство из которых считало, что вселенная находится в стационарном состоянии.

Согласно устоявшейся в то время модели, новая материя создается наряду с бесконечным расширением вселенной, равномерно и равнозначно по плотности распределяясь на всей ее протяженности.

Среди ученых, поддерживающих ее, идея большого взрыва казалась больше теологической, нежели научной. В адрес леметра звучала критика о предвзятости на основе религиозных предубеждений.

Следует отметить, что в то же время существовали и другие теории. Например, модель вселенной Милна и циклическая модель. Обе основывались на постулатах общей теории относительности Эйнштейна и впоследствии получили поддержку самого ученого. Согласно этим моделям вселенная существует в бесконечном потоке повторяющихся циклов расширений и коллапсов.

Источник: https://science.ru-land.com/stati/kak-poyavilas-nasha-vselennaya

Ссылка на основную публикацию