Лабораторная работа по "Концепциям современного естествознания"

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Муниципальное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

ЕКАТЕРИНБУРГСКАЯ  АКАДЕМИЯ СОВРЕМЕННОГО  ИСКУССТВА

(ЕАСИ)

ФАКУЛЬТЕТ ГУМАНИТАРНЫХ НАУК И ИСКУССТВА.

Лабораторная работа

по концепциям современного естествознания 

Вариант№ 3.

                                                                  Исполнитель:

                                                                                      студентка II курса,322 гр.

                                                                                   Сыромятникова  С.С.      

                                                                                            Научный руководитель:                                                                   Сачков И.Н. 
 
 

Екатеринбург

2010

1. Какую теорию создал Г.Гамов.

Г.А. Гамов разработал теорию «горячей Вселенной», основываясь на теории А.А.Фридмана. Гамов утверждал, что при взрыве все пространство Вселенной заполнило очень плотное горячее вещество. Именно в нем происходили ядерные реакции, где синтезировались легкие химические элементы. Результатом этой теории послужило предсказание космического фона излучения, которое не исчезает и сегодня, только в сильно охлажденном состоянии. На сегодня температура этого излучения, измеренная Гамовым, очень низкая, близкая к абсолютному нулю.

2. Что такое постоянная Хаббла.

При изучении Вселенной Э.Хаббл установил факт расширения Вселенной и доказал закономерность, что чем дальше от нас находится галактика, тем с большей скоростью она удаляется, т.е. тем больше ее красное смещение. Этот закон имеет следующую формулу: v=HR, где v - скорость галактики, R - расстояние до нее, а Н - коэффициент пропорциональности, называемый постоянной Хаббла. Таким образом, постоянная Хаббла- коэффициент, который связывает расстояние до внегалактического объекта  со скоростью его удаления. Имеет размерность, обратную времени (H=2,3×10⁻¹⁸ с⁻¹), но выражается обычно в км/с на мегапарсек. Эта «постоянная» со временем изменяется, но термин оправдан тем, что в каждый момент времени во всех точках Вселенной эта постоянная Хаббла одинакова.

3. Что такое нуклеосинтез?

Это процесс образования атомных ядер , происходящий во Вселенной на её стадиях эволюции. Он помогает понять, как в природе образовались химические элементы, а также объяснить распространенность их изотопов.

Нуклеосинтез делится на 3 механизма: космологический нуклеосинтез, синтез ядер в звёздах и при взрывах звёзд, нуклеосинтез под действием космических лучей. 

На раннем этапе происходил   космологический нуклеосинтез, в условиях которого протекали термоядерные реакции синтеза. В результате слияния протонов и нейтронов образовались лёгкие элементы, такие как дейтерий, тритий, гелий, литий.

На втором этапе при возникновении звезд, в последних стали происходить ядерные реакции, благодаря чему в легких ядрах произошли легкие ядра. Тяжелые ядра образовывались в массивных звездах.

Также некоторые химические элементы образуются в результате взаимодействия космических лучей с межзвёздной средой.

4. Какое открытие сделали Хокинг и Пенроуз?

Эти два ученных полагают, что при излучении черная дыра теряет информацию, которую в себе содержала. Но взгляды их расходятся на точку зрения восполнимости этой потери.  Хокинг считает, что это неизбежно, а Пенроуз доказывает, что она сбалансирована спонтанными измерениями квантовых состояний, которые вводят информацию обратно внутрь черной дыры. Но оба полагают, что будущая теория квантовой гравитации необходима для описания природы. Но взгляды на интерпретацию квантовой механики сильно отличаются. Хокинг утверждает, что благодаря этой теории возможно лишь давать предсказания, согласно с опытными данными. А Пенроуз считает, что этого недостаточно, и что она требует суперпозиции волновых функций. Таким образом сделав некоторые открытия, изучая черные дыры, приходили к некоторым общим доказательствам, но по некоторым проблемам придерживались своей точки зрения.

5. Как называется период времени возникновения Вселенной до большого взрыва?

В этот период Вселенная была точкой сингулярности, в которой были сосредоточены все вещество и энергия.  Она характеризовалась бесконечно большой плотностью материи. Но конкретные её свойства  и то, что предшествовало этому состоянию сингулярности неизвестно.

6. Каково происхождение фонового космического радиоизлучения?

Фоновое космическое радиоизлучение обязано своему происхождению галактическим и метагалактическим объектам, также Солнцу и планетам. Подавляющее большинство этих источников находится за пределами нашей Галактики, т.е. в Метагалактике. Некоторые из них отождествлены с галактиками, все остальные связаны с галактиками и квазарами. Наша Галактика тоже излучает фоновое космическое радиоизлучение, примерно 10³⁸ эрг/сек (около 10^-6 её полного излучения в оптическом диапазоне).

7. Что такое число Z в красном смещении?

В своей теории Э.Хаббл вводит такое понятие как, Космологическое красное смещение, которое характеризуется смещением спектральных линий в сторону длинных волн от далекого космического источника в расширяющейся Вселенной по сравнению с длиной волны тех же линий, измеренной от неподвижного источника. т.е. чем дальше от нас находится галактика, тем с большей скоростью она удаляется, т.е. тем больше ее красное смещение. Этот термин обозначают буквой Z. 

8. Какое открытие сделал телескоп "Бумеранг"?

В 1998 г. телескоп «Бумеранг» проплывая над Антарктидой, взглянув, а Космос в свете миллиметровых волн, зарегистрировал изображение ранней Вселенной в возрасте 300 лет. На изображении заметны флуктуации температуры горячей плазмы, из которой сформировались звезды и галактики. Размер флуктуации заставил ученых-космологов убедиться в том, что Вселенная содержит столько вещества и энергии, сколько хватит, чтобы она была плоской.

9. Как можно узнать прошлое Вселенной?

     Благодаря излучению, которое освободилось от вещества, мы  имеем      возможность поймать те старые кванты электромагнитного излучения и пронаблюдать все события в развивающейся Вселенной после эпохи рекомбинации.