Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
pervy_list_doklada (1).docx
Скачиваний:
32
Добавлен:
09.02.2015
Размер:
164.54 Кб
Скачать

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф.УШАКОВА

Доклад на тему: 1 «Эффект Доплера и обнаружение «разбегания» галактик. Большой взрыв. Возможные

сценарии эволюции Вселенной»

Выполнил: курсант 1 курса СПО СМФ

Камышан Виталий Витальевич

Преподаватель: Мкртычев Олег Витальевич

г. НОВОРОССИЙСК 2014

Эффект Доплера и обнаружение «разбегания» галактик

Любая гипотеза о связи пространства и времени не может обойти вопрос о расчетной величине эффекта Доплера. Необходимо отметить, что и специальная теория относительности Эйнштейна предсказывает величину эффекта Доплера, не ссылаясь на то, что эта задача выходит за рамки возможностей этой теории. При постановке других практических задач (объяснения закономерностей изменения периода обращения ИО - спутника планеты Юпитер, или радарных измерений относительной скорости света в космосе, или парадоксов) следует замечание что: “…Если …вдруг что-то разворачивается, тормозится или поворачивает, можно забыть об инерциальных системах и автор примера вылетает из СТО как пробка из бутылки. …СТО – это вообще сугубо математический аппарат…” [1].

Принципиальная возможность экспериментальной проверки эффекта Доплера при высоких скоростях позволяет оценивать, соответствие гипотез физическим реалиям, поэтому большой интерес вызывают эксперименты по измерению эффекта Доплера. Экспериментальные проверки эффекта Доплера проводились как у нас в стране, так и за рубежом [2],[3].

Эффект Доплера находит широкое применение и в науке, и в быту. Во всем мире он используется в полицейских радарах, позволяющих отлавливать и штрафовать нарушителей правил дорожного движения, превышающих скорость.

Также, применение эффект Доплера нашел в астрофизике. Американский астроном Э. Хаббл, впервые измеряя расстояния до ближайших галактик на новейшем телескопе, одновременно обнаружил в спектре их атомного излучения, так называемое красное доплеровское смещение, из чего им был сделан вывод, что галактики удаляются от нас. Когда же Хаббл обнаружил к тому же, что чем дальше от нас находится галактика, тем сильнее красное смещение (и тем быстрее она от нас улетает). Таким образом, был сделан вывод, что Вселенная расширяется. Это стало первым шагом на пути к теории Большого взрыва.

Мы видим, что эффект Доплера имеет как прикладное значение, так и применяется в таких фундаментальных научных теориях, как специальная теория относительности и теория Большого взрыва.

Целью данной работы является изучение особенностей эффекта Доплера в физике космоса.

Задачи исследования:

1. Рассмотреть теоретическую основу эффекта Доплера

2. Изучить особенности применения эффекта Доплера в физике космоса.

Объектом исследования является эффект Доплера.

Предмет исследования – практическое применение эффекта Доплера в физике космоса

Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.

Заключение Принцип Доплера получил многочисленные применения в астрономии для измерений скоростей движения звезд вдоль луча зрения и их вращения вокруг оси, турбулентных потоков в солнечной фотосфере и пр., а затем и в самых разнообразных областях физики и техники (вплоть до радаров, определения скорочти).

Эффект Доплера имеет важное значение в астрономии, гидролокации и радиолокации. В астрономии по доплеровскому сдвигу определенной частоты испускаемого света можно судить о скорости движения звезды вдоль линии ее наблюдения. Наиболее удивительный результат дает наблюдение доплеровского сдвига частот света удаленных галактик: так называемое красное смещение свидетельствует о том, что все галактики удаляются от нас со скоростями примерно до половины скорости света, возрастающими с расстоянием. Вопрос о том, расширяется ли Вселенная подобным образом или красное смещение обусловлено чем-то иным, а не «разбеганием» галактик, остается открытым.

В данной работе сделано математическое описание эффекта Доплера, рассмотрены вопросы его применения в астрофизике.

Сценарий далекого прошлого.

Итак, нас будет интересовать эпоха, которая отделена от нынешней на 13

20 млрд. лет (20 млрд. лет вычислено в соответствии с теорией «открытого мира», 13 млрд. лет – в соответствии с теорией «открытого мира»). Поскольку всё это время наша Вселенная расширялась и плотность ее непрерывно уменьшалась, в прошлом плотность должна была быть очень большой.

Из теории Фридамана следует, что в прошлом плотность могла быть бесконечно большой (на самом деле существует некий предел значения плотности ((1097 кг/м3). А с начала рассматриваемой нами андронной эры

Большого Взрыва Вселенной она не превышает плотности атомного ядра ((1017 кг/м3).

Нам необходимо так же определиться и с другими параметрами, из которых, пожалуй, самым важным, является температура. Вопрос о том, холодной или горячей была материя в ту отдаленную от нас эпоху, долгое время оставался спорным. Приводились доводы в пользу обоих состояний.

Решающее доказательство того, что Вселенная была горячей, удалось получить лишь в середине 1960-х.

В настоящее время большинство космологов считает, что в начале расширения Вселенной материя была не только очень плотной, но и очень горячей. А теория, рассматривающая физические процессы, происходившие на ранних стадиях расширения Вселенной, начиная с первой секунды после

«начала», получила название теории «горячей Вселенной».

«Горячая Вселенная»

Согласно этой теории, ранняя Вселенная напоминала гигантский ускоритель «элементарных» частиц. Слово «элементарных» взято в кавычки, так каакнаши представления о составных частях материи быстро изменяются. Если раньше к числу элементарных частиц уверенно от носили нейтроны и протоны, то сейчас эти частицы относят к числу составных, построенных из кварков.

Большой Взрыв: самое начало

Началом работы Вселенского ускорителя был Большой Взрыв. Этот термин очень часто применяют сегодня космологи. Наблюдаемый разлет галактик[7] и скопления галактик – следствие Большого взрыва. Однако, Большой Взрыв, который академик Я.Б. Зельдович назвал астрономическим, качественно отличается от каких-либо химических взрывов.

У обоих взрывов есть черты сходства: например, в обоих случаях вещество после взрыва охлаждается при расширении, падает и его плотность.

Но есть и существенные отличия. Главное из них заключается в том, что химический взрыв обусловлен разностью давлений во взрывающемся веществе и давлением в окружающей среде (воздухе). Эта разность давлений создает силу, которая сообщает ускорение частицам заряда взрывчатого вещества.

В астрономическом взрыве подобной разности давлений не существует. В отличие от химического астрономический взрыв не начался из определенного центра (и потом стал распространяться на все большие области пространства), а произошел сразу во всем существовавшем тогда пространстве. Представить себе это очень трудно, тем более, что «все пространство» могло быть в начале взрыва конечным (в случае замкнутого мира) и бесконечным (в случае открытого мира)…

Пока мало что известно, что происходило в первую секунду после начала расширения, и еще меньше о том, что было до начала расширения. Но, к счастью, это незнание не явилось помехой для очень детальной разработки теории «горячей Вселенной» и сценарий, к рассмотрению которого мы сейчас переходим, основан не на умозрительных рассуждениях, а на строгих расчетах.

Итак, в результате Большого взрыва 13-20 млрд. лет назад начал действовать уникальный ускоритель частиц, в ходе работы которого непрерывно и стремительно сменяли друг друга процессы рождения и гибели (аннигиляции) разнообразных частиц. Как мы увидим в следующих главах, эти процессы во многом определили всю последующую эволюцию Вселенной, нынешний облик нашей

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]