Часть I: Большой Удар


Edwin Hubble Взгяд через окуляр.
Обсерватории Carnegie Institution Washington




Только в последней паре десятилетий это может быть сказано, что космология стала наукой в традиционном значении, где строгие теории, разрабатываемые - сравнивать с точными данными. Рассказ начинает с открытия в 1929 Американским астрономом Edwin Hubble, который материал во вселенной организовывается в галактики и, что эти галактики кажется, перемещаются прочь от нас. Далее прочь галактика -, быстрее он убывает. Вселенная в целом расширяется.
открытие HubbleТs подразумевало, что вселенная имела начало. И хотя идея событий создания, происходящего в специфическом времени в прошлом всегда была часть мифологии, это было сначала, что он стал частью серьезной научной дискуссии. Иногда наиболее важный вклад ученый делает не поставив ответ, но довольно, чтобы отметить, что вопроса могут просить. С Hubble, обсуждения начала и эволюция вселенной наконец, перемещенные из философии и мифологии в науку.
Долгое время, было трудно собирать данным нужно иметь дело с вопросами cosmological. В течение 1970s и 1980s, это начало изменяться. Люди начали понимать что если вселенная действительно имела начало в горячем плотном состоянии, пути, чтобы понять, что свои начала должны посмотреть на как частицы взаимодействованные друг с другом в очень высоких энергиях. Идея -, что если материал - в высокой температуре, избирающих частях перемещают быстро и вступая в противоречие сильно друг с другом. Если Вы можете воспроизвести эти коллизии в лаборатории,, Вы можете придти длинный путь по отношению к пониманию системы.
Для того, чтобы брать один знаменитый пример, когда вселенная была около трех минут старых, коллизии были сильный достаточно, чтобы разрывать nuclei независимо от того каких атом существованное в то время. Это означает, что перед тремя минутами, вселенная не могла иметь nuclei в этом Ч даже если бы они формировались, они должны быстро уничтожаться коллизиями. После трех минут, с другой стороны,, строгость коллизий была достаточно мягкой, что любое ядро, один раз созданное, должно выживать. Название одной из наиболее важных книг для популярного понимания современной космологии Steven WeinbergТs Сначала Три Минуты, отражает этот факт.

Часть II: Брак Физики Частицы и Астрофизики



Темные полосы и яркие строки в "космический спектр" покажите избыток элементов во вселенной.
K. Glazebrook / I. Baldry / JHU



Часть "космический спектр" созданное с комбинированного света свыше 200,000 галактик
K. Glazebrook / I. Baldry / JHU




Вопрос кого химические элементы формировались из исконных частиц всегда было важным для cosmologists. Фактически, одно из первых лиц, чтобы ввести понятие Большого Удара Ч Рожденный В России cosmologist George Gamow, работа в Американском Университете в Washington Ч попытался объяснять образование всех химических элементов. Он допустил что вселенная начала в горячем плотном шаре водорода и попыталась использовать новую науку ядерной физики, чтобы показать, что эволюция этого горячего шара газа должна неизбежно провести к типу химических элементов, которые мы видим вокруг нас сегодня. Он был неправильным относительно этого предположения (мы теперь знаем, что все элементы за литий сделаны ядерным слиянием в звездах или другими процессами), но он устанавливает понятие Большого Удара на теоретической карте.
Приложение ядерной физики в Большом Ударе действительно выделило изменение на пути, которое ученые подумали об эволюции вселенной. Он представил объединятение науки космологии и науки посвященные пониманию основной структуры материала. Он работал подобно этому: Из наших теорий Hubble расширения, мы можем вычислить как часто протоны вступят в противоречие друг с другом в ранней вселенной. Из нашего знания лабораторных результатов в ядерных реакциях мы можем затем увидеть как часто эти коллизии вызовут простое атомное ядро. Объединенным две науки мы можем уйти с пониманием сколько nuclei каждого типа атом создавались в течение Большого Удара. Мы затем поворачиваемся обратно в observational астрономию, чтобы сообщить нас сколько те атом действительно представляют во вселенной. Это сложное взаимодействие астрономии и ядерной физики уступило довольно чрезвычайные результаты годами, все это подтверждая основную теорию. Многие астрономы чувствуют, что это соглашение между прогнозом и измерением составляет наиболее заставляя тело доказательства для Большого Удара.
Перемещение за построением nuclei тем не менее, доказывалось отчасти трудно. Это - одна вещь, чтобы поговорить о сначала трех минутах в жизни вселенной, но совсем другое, чтобы поговорить о первой доли секунды этой. Проблема в том, что далее обратная сторона, которую мы входим во время, выше энергии вовлеченных коллизий. Это wasnТt до последнего 1970s, что наше знание физики в этих высоких энергиях развивалось по существу, где мы смогли переместиться вперед.
Для того, чтобы пониматься почему это - так, запомните, что наши занятия фундаментальной структуры материала отправили нас через многие слои действительности. Мы знаем, что молекулы будут сделаны из атом, и мы знаем, что атом имеют ядро окруженное электронами в орбите. Мы также знаем, что ядро будет состоит из что прибыл быть назван частицы Уelementary,Ф наиболее важно из которых - протон и нейтрон. Идея - то, что Вы устанавливаете элементарные частицы вместе, чтобы сделать nuclei, электроны дополнения, чтобы сделать атом, и затем перемещать атом вокруг, чтобы сделать все материалы во вселенной.
Всякий раз, когда Вы проходите через в новом слое в этой иерархии, тем не менее, цена входа с точки зрения энергии идет по. Несколько вольтов возьмет атом отдельно Ч фактически, процессы подобно это находятся на в флюоресцентных лампочках в построении, котором Вы сидите в в данное время. Он берет миллионы вольтов, чтобы получить в ядре, и способности делать это зависимого от построения акселераторов частицы, которая начиналась в 1930s. Чтобы дойти до элементарных частиц требует даже больше энергетических десятков Ч миллиардов вольтов. Акселераторы в этой энергии масштабируют, начинал становиться доступно в 1950s и 1960s.
К концу 1960s, все компоненты майора новые входят наше понимание поступил. В течение этого периода, теоретики подобно Steven Weinberg начали производить теории, которые должны описать мир в они очень высокие энергии. TodayТs так называемая Модель УStandard,Ф наше наилучшее описание фундаментальной структуры материала до настоящего времени, - прямой потомок тех ранних теорий.

Часть III: Проблемы С Большим Ударом


В плоской вселенной, параллельные строки никогда не встречаются.
Astronomy.com: Elisabeth Рябина



В открытой вселенной, параллельные строки отклоняются.
Astronomy.com: Elisabeth Рябина



Параллельное в конечном счете пересечение строки в закрытой вселенной.
Astronomy.com: Elisabeth Рябина




Чтобы понять что случался затем, Вы должны понять нечто о состоянии ума cosmologists в последнем 1970s. Оглядываясь Назад, itТs легкий, чтобы увидеть как космология времени имела глазея дыры в этом. В конкретном, мы знали достаточно о вселенной, которой мы дили в, чтобы понять что были три фундаментальных проблемы, которые могли бы адресоваться из-за новых авансов в теории частицы. Они включили плоскость, антивещество, и проблемы горизонта.
Проблема Flattness
Один вопрос, который Вы можете запросить о Hubble расширении - независимо он когда-либо остановится. Ответ На этот вопрос зависит от суммы материала во вселенной. Подумайте об отдаленной галактике, ускоряющейся прочь с Земли. Если есть достаточно материала во вселенной, затем gravitational усилие, которое он оказывает в этой галактике в конечном счете замедлит галактику, останавливает этому, и запускает это перемещая обратную сторону внутрь. Говорят, что вселенная с этого много материала была закрыта. Это могло быть, что нет достаточно материала во вселенной, чтобы замедлить расширение, которое означает, что галактика будет продолжать перемещать наружу навсегда. В этом случае говорят, что вселенная будет открытой. Переход между этим два Ч вселенная с точно достаточно материала, чтобы замедлить расширение над бесконечным временем Ч назван Уflat,Ф и сумма материала требовала создавать этот тип вселенной назван плотность массачусетса Уcritical.Ф Фактически, мы знаем, что массачусетс вселенной очень близк к этой критической величине прямо сейчас, какие средства он имел почти точно критическую плотность, когда он выходит из Большого Удара. (ItТs немного подобно balancing карандаш в своей точке. Если карандаш близк к балансировке теперь, он, по-видимому, был в почти отличном балансе, когда это было записано.). Уflatness problemФ Имеет отношение к вопросу почеого вселенная была сделана с точного этого много массачусетса.
Проблема Антивещества
Мы знаем, что для каждой частицы мы оказываемся по происхождению, возможно делать античастицу, частицу того же самого массачусетса но с противоположным электрическим попечением. ( Античастица электрона, например, названа позитрон. У него есть тот же массачусетс как электрон но положительное электрическое попечение.) Когда частица и античастица встречаются, они уничтожают друг друга, преобразовывая весь их массачусетс в энергии. Кроме того, законы природы кажется, указываются, что не есть почти никакого различия между материалом и антивеществом.
С другой стороны,, мы также знаем, что вселенная в которой мы живем, создан почти полностью материала, и небольших битов антивещества, которые - вокруг seem, которое должно было быть сделано из коллизий между частицами в космическом пространстве. Так проблема антивещества - эта: УIf действительно верно, чтобы материал и антивещество имели равную опору на наиболее фундаментальном уровне, почему - вселенная сделанная только материала?Ф


Карта температурных изменений космического микроволнового БУМЕРАНГА излучения фона



Три пика CMB обнаруживались БУМЕРАНГОМ БУМЕРАНГА




Проблема Горизонта
Когда мы смотрим во вселенную,, мы видим микроволновое излучение доходящее до нас со всех сторон. Это излучение характерное для объекта с температурой 2.74 абсолютных ноль градусов выше. Рассказу открытия этого микроволнового излучения сообщили где-нибудь еще, но из нашей точки зрения, наиболее важно обнаружение - то, что оно униформа на уровне одного десятого одного процента. Микроволновой исход из направления Северного Полюса Другими словами, - в почти той же температуре как те исходящий из Южного Полюса. Проблема в том, что Для того, чтобы эти две области пространства, чтобы быть в точно той же температуре, они должны бы быть в контакте в немного времени в прошлом. ItТs подобно filling ванна с холодной водой и затем поворачивая на горячий водный отвод Ч он берет пока для всей воды в ванне, чтобы прибыть в ту же температуру. Если мы обдумываем вселенную как этот тип ванны и распознаем, что тепло не может путешествовать любое быстрее чем скорость света, тогда, это сравнительно простое, чтобы показать, что области пространства в противоположных направлениях с Земли не могли никогда установил термическое равновесие. На языке общей относительности, мы говорим, что Северный Полюс и Южный Полюс были всегда вне каждых горизонтов другой. Взгляд Cosmologists на вселенную и обнаружение единственной температуры также были озадачены как Вы были бы если, Вы включили горячий водный отвод и вдруг обнаруживающие всю воду в ванне в точно той же температуре. Проблема единообразия температуры была известной как проблема Уhorizon.Ф

Для того, чтобы узнавать сколько эти проблемы решен с инфляционной теорией, приобретите 2002 Апрельскую передачу Астрономии в газетных киосках Марта 5, или позвоните 888-350-2413.

Астрономия, содействующая редактор Джеймса Trefil является распространенным автором в астрономии и профессоре физики в George Mason Universi


Това е автоматичен превод на Socrat97-колкото за мерси Има малко грешки но не са много съществени.От руски на български вече мога да ти го преведа съвсем точно, но няма да е за мерси


Best regards and have a nice day

Drive defensively. Buy a tank.