главная :: новости :: история космонавтики :: астрномия
поиск по сайту
.
история
космонавтики

Первый Советский космонавт
Космонавты побывавшие в космосе
Астрономия Древней Греции
Космодром Байканур
Начало космической эры
Космическая техника СССР
Федерация Космонавтики - "Cтраницы история"

ХРОНИКА ОСВОЕНИЯ КОСМОСА
1920 1930 1940 1950
1960 1970 1980 1990
2000      
АСТРОНОМИЯ
ВСЕЛЕННАЯ
  Возникновение Вселенной
Познание Вселенной - цель разумной деятельности человека.
Большой взрыв. Рождение вселенной.
Звезды - далекие солнца.
«Биографии» звезд
Катастрофы Вселенной. Взрывающиеся звезды
Нужна ли генеральная уборка Вселенной?
СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА
  СОЛНЦЕ
Меркурий (58 млн.км)
Венера (108 млн.км)
Земля (150 млн.км)
Марс (228 млн.км)
Пояс астероидов (420млн.км)
Юпитер (778 млн.км)
Сатурн (1427 млн.км)
Уран (2586 млн.км)
Нептун (4498 млн.км)
Плутон (5912 млн.км)
ГАЛАКТИКИ
  Наша галактика. Млечный Путь
Гигантские звездные системы
Многообразный мир галактик.
Магеллановы Облака.
Метагалактика
статьи
связанные с космосом

Гравитация
Двойные звезды

КНИГИ
Тайны МАРСА
История заката двух миров
ТАЙНЫ И ЗАГАДКИ

Тайны космоса XX век. Хроника необъяснимого

   ВСЕЛЕННАЯ ЗАДАЕТ ЗАГАДКИ
 Завод звезд
 
Пропасти космоса
 ПРОИСШЕСТВИЯ В МИРЕ ЗВЕЗД
 Молекулы в космосе
 ЧТО СЛЫШНО? 
 Как «запрягают» телескопы
 Планеты у чужих солнц
 Отзовись, Вселенная!
 ПУТЕШЕСТВИЯ ТАЯТ ОПАСНОСТИ 
 На ракете или под парусом?
 Реквием по теории
 Погода в космосе
 Компьютер вместо звездолета
 СЕКРЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
 Вселенские убийцы
 Астроблемы создают проблемы

 По метеоритам — пли!
 Воздушная тревога?
 Прилетали к нам волшебники?
 Клады в космосе
 ВЕЛИКОЕ ПЕРЕСЕЛЕНИЕ ПЛАНЕТ
 Фантастика и математика
 Одиссея Луны
 ГДЕ ВОДА, ТАМ И ЖИЗНЬ?
 Путешествие по планетам
 Вижу жизнь на луне Юпитера!
 Большая прогулка
 МАРСИАНСКИЕ ХРОНИКИ
 Этапы большого пути
 Откуда мы родом?
 Так есть ди жизнь на Марсе?
 Одиссея продолжается...
 Можно ли там жить?
 Планета загадок
 ВОКРУГ ЗЕМЛИ
 Пресса создает шум
 Сказки о Луне
 Секс на «летающей тарелке»
 ПО СЛУХАМ И ДОСТОВЕРНО...
 Тайные катастрофы
 Первые полеты
 Так были ль американцы на Луне?
 Эпопея «Мира»
 КАТАСТРОФЫ ЗАВИСЯТ ОТ ЗВЕЗД?
 Незаконная дочь астрономии
 Еще о Ностродамусе
 Пророки за компьютерами
 Что рассказал «черный ящик»
 Когда пророчества сбываются
 СКВОЗЬ ПРИЗМУ БИБЛИИ
 Ковчег праведника, Вселенский потоп и Луна
 Корабли пророка
 Что стоит за Апокалипсисом?!
ТАЙНЫ ЛУННОЙ ГОНКИ
СССР И США: СОТРУДНИЧЕСТВО В КОСМОСЕ
   НАПЕРЕГОНКИ ИЛИ РУКА ОБ РУКУ?
 Период Дуайта Эйзенхауэра — Никиты Хрущева (конец 1950-х — 1964 г.)
 Отступление первое: Вернер фон Браун
 Отступление второе: люди в «железных масках»
 Академия наук (АН) СССР и советская научно-техническая элита
 Роль Королева
 Отступление третье: как формировался экипаж «Восхода»
 Отступление четвертое: так была ли «гонка за датами»?
 Американские ученые и спутник
 Оппозиция в США сотрудничеству с Советским Союзом
 Советский и американский спутники: некоторые тайны рождения
 Зачем Соединенным Штатам нужно было сотрудничество с СССР?
 Реакция СССР на предложение США
 Первые шаги к сотрудничеству
 Специальный (Ad Нос) комитет по использованию космического пространства в мирных целях
 Постоянный комитет по использованию космического пространства в мирных целях
 Соединенные Штаты проявляют настойчивость
 Попытка прорыва (Хрущев — Кеннеди)
 Приоритет — сотрудничеству
 Кеннеди отстаивает идею сотрудничества
 Отступление пятое: Джеймс Уэбб
 Решение о пилотируемом полете на Луну
 И вновь «всемирный» подход...
 Хрущев проявляет гибкость
 Переговоры Благонравова и Драйдена
 В поиске выхода из тупика
 Встреча в Белом доме, или для чего Кеннеди понадобился «Аполлон»?
 Прелюдия к предложению в ООН
 От Карибского кризиса — к «справедливому и настоящему миру»

 Лунная программа подвергнута критике
 Отступление шестое: конец «медового месяца» лунной программы
 СССР выходит из «лунной гонки»?
 Подготовка к выступлению в ООН
 НАСА — «за» или «против»?
 Почему ООН?
 Реакция в США на предложение Кеннеди
 Но был ли у сотрудничества шанс?
 «ЗАСТОЙ»
 Периоды Никиты Хрущева-Линдона Джонсона и Леонида Брежнева-Линдона Джонсона (середина — конец 1960-х гг.)
 Последствия доклада НАСА
 НАСА — АН СССР: надежды и разочарования
 Политические перемены на Земле и в космосе
 Соглашения в рамках ООН: свет в конце тоннеля или тупика?
 Международное сотрудничество в космосе или поиск союзников в космическом «противоборстве»?
 ОТ «ЛУННОЙ ГОНКИ» К «РУКОПОЖАТИЮ В КОСМОСЕ» (конец 1960-х — начало 1970-х гг.)
 Разрядка
 Окончание «лунной гонки»
 Отступление седьмое: почему СССР проиграл «лунную гонку»?
 Космическая программа США «теряет обороты»
 Позиция Никсона
 Космическая отрасль США: из кризиса «под руку» с СССР?
 Станция под вопросом
 СССР: сближаться или нет?
 Совпадение профессиональных интересов



Астрономия Древней Греции
Астрономия Древних Греков
Тот самый Пифагор
Аристотель и первая научная картина мира
Первый гелиоцентрист
«Phaenomena» Евклида и основные элементы небесной сферы
Самая яркая “звезда” александрийского неба.
Календарь и звезды




Поиск начал


Спустя 380 тыс. лет после Большого взрыва Вселенная выросла примерно до одной тысячной сегодняшних размеров. Температура газа понизилась, и протоны начали захватывать электроны, образуя атомы. Этот процесс, называемый рекомбинацией, коренным образом изменил обстановку. Фотоны практически перестали сталкиваться с заряженными частицами и впервые получили возможность свободно распространяться в пространстве. Так картина горячих и холодных областей, созданная звуковыми волнами, навеки застыла в структуре КМФ.
Тогда же вещество освободилось от давления излучения, препятствовавшего образованию сгустков материи, которые под действием сил тяготения уплотнились и со временем стали звездами и галактиками. Современный уровень вариаций температуры КМФ, составляющий 0,001%, в точности соответствует амплитуде, необходимой для образования крупномасштабных структур, которые мы видим сегодня. Что же послужило источником первичного возмущения, породившего звуковые волны? Вопрос непростой. Наблюдая за развитием Вселенной с самого начала, мы могли бы видеть лишь пространство, ограниченное так называемым горизонтом, радиус которого равен расстоянию, которое успел пройти свет с момента Большого взрыва. Поскольку информация не может передаваться быстрее света, горизонт определяет сферу влияния любого физического механизма.
Если, пытаясь выяснить происхождение структур определенного размера, мы станем двигаться в прошлое, горизонт будет сужаться и в конце концов станет меньше, чем интересующие нас образования. Следовательно, ни один физический процесс, подчиняющийся закону причинности, не поможет нам разобраться в их генезисе (так называемая проблема горизонта).
Согласно теории инфляции, ускоренное расширение Вселенной сразу после Большого взрыва происходило под влиянием особого поля - ин-флатона. Таким образом, сегодня мы видим лишь малую часть того, что наблюдалось до инфляции. Квантовые флуктуации инфлатона, усиленные быстрым расширением, привели к появлению начальных возмущений, приблизительно одинаковых по амплитуде как в малых, так и в больших областях пространства. Так в первичной плазме возникли пространственные колебания плотности энергии. Картина звуковых волн, застывшая в КМФ, подтверждает теорию инфляции. Поскольку все возмущения плотности появились одновременно в первый же момент творения, звуковые волны оказались синхронизированными по фазе. В результате сформировался спектр с обертонами, как у музыкального инструмента.
Если дуть в трубу с открытыми концами, то основная частота звука будет соответствовать волне (моде колебаний) с максимальным смещением воздуха на концах трубы и минимальным в ее середине (см. верхний рис. на стр. 38). Длина волны основной моды равна удвоенной длине трубы. Но в звуке будут присутствовать обертоны, соответствующие волнам, которые вдвое, втрое, вчетверо и т.д. короче основной волны. Иными словами, частоты обертонов (высшие гармоники) равны основной частоте (первой гармонике), умноженной на 2, 3, 4 и т.д. Именно обертоны обогащают звук и позволяют отличить скрипку Страдивари от рядового инструмента. Анализируя звук в ранней Вселенной, мы должны рассматривать волны, колеблющиеся во времени, а не в пространстве (см. рис. на стр. 38).
Длине трубы будет соответствовать промежуток времени, в течение которого первичная плазма была заполнена звуковыми волнами, исчезнувшими во время рекомбинации. Предположим, что в начале инфляции в некоторой области пространства температура плазмы была максимальной (наибольшее положительное смещение). В процессе распространения звуковых волн ее плотность стала колебаться, и температура устремилась сначала к среднему (нулевое смещение), а затем к минимальному значению (наибольшее отрицательное смещение).
Волна, благодаря которой температура в данной области упала до минимума точно ко времени рекомбинации, является основной модой ранней Вселенной. Обертоны с вдвое, втрое и т.д. большими частотами в этот момент обеспечивают максимальные смещения, положительные или отрицательные, в меньших областях пространства. Анализируя результаты наблюдений реликтового излучения, космологи построили график зависимости величины температурных отклонений от размера горячих и холодных областей, т.е. энергетический спектр (см. стр. 48). Оказалось, что угловой размер зон с наибольшими вариациями температуры составляет около одного градуса. Во время рекомбинации их средний диаметр не превышал 1 млн. световых лет, но в ходе тысячекратного расширения Вселенной увеличился примерно до 1 млрд. световых лет.
Наличие в энергетическом спектре нескольких ярко выраженных пиков, из которых первый и самый высокий соответствует основной моде, а все последующие -обертонам, подтверждает гипотезу об одновре- менности возникновения звуковых волн. Если бы возмущения создавались непрерывно во времени, то спектр не был бы столь гармоничен. Согласно теории инфляции амплитуды звуковых волн были примерно одинаковыми при любых пространственных масштабах.
Однако после третьего пика наблюдается резкий спад спектра. Дело в том, что произошло затухание коротких звуковых волн.
Акустическая волна не может распространяться, если ее длина меньше средней длины свободного пробега частиц, из которых состоит газ или плазма. При нормальном атмосферном давлении молекулы, из которых состоит воздух, между двумя соударениями успевают пролететь примерно 10-5 см. В первичной плазме накануне рекомбинации это расстояние составляло примерно 10 тыс. световых лет. (Плотность Вселенной в те времена была большой только по сравнению с современным значением, которое с тех пор уменьшилось в миллион раз.)
После того, как Вселенная расширилась в 1000 раз, оно увеличилось до 10 млн. световых лет. Поэтому амплитуды пиков энергетического спектра, которые соответствуют размерам, не превышающим 10 таких расстояний, быстро убывают. Как музыканты отличают скрипку мирового класса от обычной по богатству обертонов, так и космологи определяют форму и состав Вселенной, анализируя спектр первичных звуковых волн. Карта КМФ помогает оценить угловые размеры холодных и горячих областей небесной сферы. А поскольку скорость, с которой распространялся звук в первичной плазме, известна, ученые смогли вычислить длину основной моды акустических колебаний на момент начала рекомбинации. Также стало известно, что фотоны реликтового излучения, достигшие Земли, прошли около 45 млрд. световых лет. (Хотя они двигались в течение 14 млрд. лет, расширение Вселенной удлинило их путь.) Таким образом, космологи получили полную информацию о треугольнике, образованном волной, и убедились, что сумма его углов равна 180°.
Значит, пространство нашей Вселенной практически плоское и подчиняется законам Евклидовой геометрии. Отсюда следует, что средняя плотность энергии в нем близка к так называемому критическому значению и составляет около 10-29 г/см3. Интересные сведения о разделении вещества и энергии несут в себе амплитуды обертонов. Если поведение обычных звуковых волн определяется исключительно давлением в газе, то в молодой Вселенной заметное влияние на них оказывала гравитация.
Сила тяготения сжимала вещество в более плотных областях и в зависимости от фазы колебаний усиливала или ослабляла сжатия и разрежения. Анализируя модуляцию волн, можно определить мощность гравитации, которая, в свою очередь, позволяет судить о материально-энергетическом составе среды. На заре мироздания, как и ныне, существовало обычное вещество, состоящее в основном из бари-онов - протонов и нейтронов, и холодная темная материя, которая создает собственное гравитационное поле, но практически не взаимодействует с обычным веществом. Вклад в массу первичного газа и, следовательно, в тяготение вносило как обычное, так и темное вещество, но сжатию и разрежению в звуковых волнах подвергалось только первое. При рекомбинации основная вол- на «застыла» в положении, когда в областях более высокой плотности газа гравитация усиливала сжатие обычного вещества (см. стр. 42).
Однако первый обертон с вдвое меньшей длиной волны был «заморожен» в противоположной фазе, когда тяготение сжимало плазму, а давление газа расширяло ее. В результате первая гармоника вызвала меньшие отклонения температуры, чем основная волна. Поэтому второй пик энергетического спектра ниже первого. По соотношению их высот можно оценить, как в ранней Вселенной соотносились сила гравитации и давление излучения.
По имеющимся данным, ко времени рекомбинации плотности энергий барионов и фотонов были примерно одинаковыми и составляли около 5% современного критического значения.
Это в согласуется с результатами расчетов, основанных на изучении ядерных реакций синтеза легких элементов, протекавших в юной Вселенной. Однако в общей теории относительности утверждается, что тяготение в равной мере присуще и веществу, и энергии. Усиливались ли отклонения температуры гравитационным полем фотонов? Безусловно. Однако его воздействие уравновешивалось другим фактором: после рекомбинации кванты реликтового излучения из более плотных областей теряли больше энергии, чем фотоны из менее плотных, поскольку им приходилось «выбираться» из более глубоких гравитационных ям.
Речь идет об эффекте Сакса-Вольфа, который уменьшает амплитуду отклонений температуры КМФ, в точности компенсируя ее усиление полем тяготения света. В областях, которые были слишком велики и потому не подвержены акустическим колебаниям (их современные угловые размеры превышают 10), отклонения температуры обусловлены исключительно эффектом Сакса-Вольфа. Поэтому, как это ни парадоксально, наиболее крупные горячие зоны на карте КМФ соответствуют менее плотным районам. Наконец, изучение КМФ позволяет оценить долю темного вещества во Вселенной. Гравитационного поля одних барионов недостаточно, чтобы модулировать отклонения температуры за пределами первого пика энергетического спектра. Чтобы гравитационные потенциальные ямы были достаточно глубокими, необходимо большое количество холодной темной материи.
Измерив соотношения трех первых спектральных пиков, космологи установили, что ее плотность примерно в пять раз превышает плотность барионного вещества и составляет примерно 25% от нынешнего критического значения.



ОБЗОР: КОСМИЧЕСКАЯ АКУСТИКА
• Инфляция (быстрое расширение Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва) возбудила звуковые волны, которые вызывали поочередные сжатия и расширения областей первичной плазмы. • Когда Вселенная достаточно охладилась и образовались нейтральные атомы, картина распределения плотности, созданная акустическими волнами, запечатлелась в реликтовом излучении. • Изучив акустическую модуляцию реликтового излучения, космологи смогли оценить возраст, состав и геометрию Вселенной. Выяснилось, что основным компонентом современной Вселенной является таинственная темная энергия.
/

Планеты земной группы - МАРС
  Марс без марсиан
Марс как планета
Поверхность Марса
Атмосфера и вода на Марсе
Фобос и Деймос - спутники Марса

Происхождение Солнечной системы  
  Гипотезы о происхождении солнечной системы
Современная теория происхождения солнечной системы
Солнце – центральное тело нашей планетной системы
Планеты земной группы
Планеты-гиганты
Список использованной литературы
 
/

 

/
 



ml>