ГлавнаяSpace → Крупномасштабная структура Вселенной

Крупномасштабная структура Вселенной

21 Авг 2015

Карты выявляют особенности, не свойственные никаким другим астрономическим объектам: галактики концентрируются в колоссальные слои и волокнистые структуры, причем их наибольший размер (около 100 млн. световых лет) примерно на порядок величины превышает наименьший размер. Такая структура может насчитывать до миллиона галактик, а ее масса может составлять по порядку величины 1016 масс Солнца. Кроме того, в пределах каждой структуры галактики распределены неравномерно. Можно выделить более плотно населенные области и волокна, причем многие находятся на пересечении двух слоев. Наконец, между самыми крупными структурами выявлены практически лишенные галактик огромные пустоты («черные области») размерами от 100 до 400 млн. световых лет.

Вопрос о нейтрино с массой покоя, отличной от нуля (массивном нейтрино), гораздо более проблематичен. Некоторое время назад физики-теоретики приписывали нейтрино массу покоя, равную нулю, но из последующих теорий элементарных частиц следует, что у нейтрино должна или может быть малая масса. Существует несколько методов определения массы нейтрино. В наиболее прямом методе можно определить массу нейтрино, изучая распад радиоактивных изотопов. Ученые изучали распад трития — радиоактивного изотопа водорода. Они сообщили результаты, согласующиеся с малой, но отличной от нуля массой покоя нейтрино от 14 до 46 электрон-вольт (эВ) — меньше 1/10000 массы покоя электрона. Впоследствии исследователи подтвердили свои результаты и сузили пределы ошибок: масса нейтрино составляет от 20 до 40 эВ.

Астрофизики считают, что они довольно глубоко понимают физические процессы, которые, должно быть, происходили с первых нескольких миллисекунд после начала расширения. Энергии соударяющихся друг с другом частиц в то время не превышали типичного значения, достижимого в небольшом ускорителе. Поэтому рассмотрение плотной жидкости, состоящей из частиц, индивидуальные свойства которых хорошо известны, надежно приводит к картине ранней Вселенной.

Наиболее многочисленными в этой жидкости были фотоны, электроны и три типа нейтрино, а число протонов и электронов, сохранившихся после аннигиляции, имевшей место в более раннюю эпоху, было сравнительно невелико. Электроны и нейтрино оставались в тесном контакте на протяжении большей части первой секунды и непрерывно рождались и аннигилировали. Частые взаимные столкновения привели к тому, что энергия в жидкости была распределена случайным образом, иными словами, в ней установилось тепловое равновесие. По мере расширения Вселенной концентрация частиц падала и частота столкновений уменьшилась. Поскольку энергия фотона обратно пропорциональна его длине волны, средняя энергия фотонов падает в процессе расширения из-за увеличения длины волны, т.е. Вселенная охлаждается.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10




Рекомендуем к прочтению



Здесь вы можете написать отзыв

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля