#Вклад теорий гравитации в космологию
Вклад теорий гравитации в космологию
Тег

Вклад теорий гравитации в космологию

Вклад теорий гравитации в космологию
Найденo 6 статей
Модельные объекты
Компактификация пространства
Компактифика́ция простра́нства, замыкание гипотетических дополнительных пространственных измерений на самих себя, дающее возможность согласовать их существование с наблюдаемой трёхмерностью пространства при низких энергиях. Используется в теориях физики высоких энергий и гравитации, а также в теории суперструн, в которых предполагается, что размерность пространства больше трёх, а дополнительные измерения образуют компактное многообразие малого размера (например, порядка планковской длины 10–33 см). Впервые предложена немецким физиком Т. Калуцей (1921) и шведским физиком О. Клейном (1926) при попытках построить объединённую теорию гравитации и электромагнетизма. Современное представление о компактификации пространства связано в основном с тем, что теория суперструн непротиворечивым образом формулируется в 10-мерном пространстве-времени. Характерным предсказанием теорий с компактификацией пространства является существование большого (формально – бесконечного) количества тяжёлых партнёров известных элементарных частиц. Предсказываемые тяжёлые частицы пока экспериментально не обнаружены; из этого следует ограничение на масштаб компактификации R < 10–17 см.
Физика
Физики
Фридман Александр Александрович
Фри́дман Алекса́ндр Алекса́ндрович (1888–1925), российский физик и математик. Научные труды по динамической метеорологии, теории турбулентности, гидродинамике сжимаемой жидкости, физике атмосферы, космологии. Вывел общее уравнение для определения вихря скорости, которое приобрело фундаментальное значение в теории прогноза погоды. Заложил основы современной статистической теории турбулентности. Нашёл нестационарные решения уравнения Эйнштейна, доказав возможность существования нестационарной (расширяющейся) Вселенной. Премия имени В. И. Ленина (1931, посмертно).
Александр Фридман
Космологические эпохи
Инфляционная стадия расширения Вселенной
Инфляцио́нная ста́дия расшире́ния Вселе́нной, гипотетическая стадия крайне быстрого расширения ранней Вселенной, предположительно имевшая место на самом раннем этапе её эволюции, когда её возраст составлял от 10–43 до 10–37 с или немного больше. Эта стадия характеризуется почти экспоненциальным ростом всех пространственных масштабов и увеличением объёма Вселенной на много порядков за ничтожно малые доли секунды. Существует несколько теоретических моделей, описывающих эту стадию и объясняющих её возникновение. В большинстве моделей причиной инфляции считается особое скалярное поле (инфлатон) с отрицательным давлением, которое порождало гравитационное отталкивание и тем самым заставляло раннюю Вселенную расширяться с очень большим ускорением. Предположение о наличии инфляционной стадии в эволюции Вселенной позволяет решить ряд космологических проблем, таких как проблема плоскостности, проблема горизонта, физическая причина расширения Вселенной, спектр начальных флуктуаций плотности и первичных гравитационных волн (первичных возмущений), расширение по закону Хаббла.
Инфляционное расширение Вселенной в представлении художника
Научные проблемы, задачи
Космологические парадоксы
Космологи́ческие парадо́ксы, противоречащие друг другу утверждения, для каждого из которых имеются убедительные аргументы, возникающие при применении законов физики ко Вселенной в целом или к достаточно большой её области. Гравитационный парадокс (парадокс Неймана – Зелигера) состоит в том, что закон всемирного тяготения Ньютона в применении к бесконечной Вселенной не даёт определённого ответа на вопрос о гравитационном поле, создаваемом бесконечной системой масс, поскольку разные способы вычисления приводят к разным результатам. Фотометрический парадокс (парадокс Шезо – Ольберса) заключается в том, что в рамках предположения о вечной и бесконечной Вселенной луч, идущий от наблюдателя в произвольном направлении, рано или поздно «упрётся» в поверхность какой-либо звезды и поэтому яркость любого участка неба должна быть близка к яркости солнечной поверхности, что явно противоречит наблюдениям. Термодинамический парадокс (парадокс Клаузиуса) связан с тем фактом, что из второго начала термодинамики вытекает неизбежность «тепловой смерти» Вселенной. Поскольку в настоящее время этого не наблюдается, отсюда следует невозможность бесконечного возраста Вселенной. Парадокс мозгов Больцмана основан на мысленном эксперименте, который предполагает более вероятным, что один мозг спонтанно и ненадолго сформируется в пустоте (вместе с ложной памятью о существовании в нашей Вселенной), чем то, что наша Вселенная возникла и эволюционирует таким образом, как утверждает современная наука. Парадокс Гута – Ванчурина связан с тем фактом, что в современных теориях Мультиленной предполагается существование бесконечного количества различных доменов, каждый из которых может рассматриваться как отдельная вселенная. Отсюда вытекает проблема вычисления доли каждого типа доменов, поскольку разные подходы к вычислению этих долей дают разные результаты. Некоторые из космологических парадоксов нашли разрешение после создания общей теории относительности, модели однородной и изотропной расширяющейся Вселенной (космологической модели Фридмана) и основанной на ней теории Большого взрыва, из которых следует, что наша Вселенная имеет конечный возраст, характеризуется наличием горизонта частиц, а распространяющееся в ней излучение претерпевает космологическое красное смещение.
Астрономия и космонавтика
Физические константы
Космологическая постоянная
Космологи́ческая постоя́нная (обозначается ), фундаментальная физическая постоянная, входящая в уравнения общей теории относительности, которые описывают релятивистское гравитационное поле. Космологическая постоянная математически описывает дополнительную глобальную гравитационную силу, которая не зависит от наличия или отсутствия вещества. Положительной космологической постоянной соответствует сила отталкивания, отрицательной – сила притяжения. Наличие ненулевой космологической постоянной рассматривается как одно из возможных объяснений ускоренного расширения современной Вселенной, открытого в 1998 г.
Физика