ку Всесвіту і проблема виникнення її великомасштабної структури - одночасно є вкрай важливими для всієї астрофізики в цілому: тільки їх рішення може показати вірність розуміння процесів, що відбуваються в окремих об'єктах і їх об'єднаннях на даний момент. Труднощі даних завдань полягає в тому, що з одного боку необхідно так чи інакше спостерігати молоді і тому віддалені об'єкти, в масі своєї є слабкими, і для цього треба звузити поле телескопа, щоб збільшити співвідношення сигнал/шум; а з іншого - необхідно спостерігати об'єкти масово, щоб виключити ефекти селекції і тому подібні при інтерполяції результатів на весь Всесвіт, для чого необхідно якомога більше поле.
Причина слабкості ж старих об'єктів двояка: для близьких об'єктів старість в основному означає, що період їх найвищої світності пройдений, і зараз вони, з різних причин позбувшись основного джерела енергії, можуть світити лише завдяки скупим старим запасам; далекі ж об'єкти ослаблені як своєї дальністю, так і тим, що їх спектр разом з украй важливою лінією LО± через розширення Всесвіту зміщується в інфрачервоний діапазон, спостереження в якому пов'язані з великими технічними труднощами.
Є два підходи до вирішення даних проблем:
- Чисто силовий: ми підвищуємо якість наших спостережень, досліджуємо всі слабші об'єкти, знімаємо все більш якісні спектри, та/або робимо масові спостереження. Даний підхід дозволяє досягати найкращої на даний момент точності при відносній простоті реалізації для спостерігача, але вимагає значних ресурсовитрат.
- Більш творчий: із застосуванням різних методик аналізу наявних даних, отриманих з використанням вже наявних ресурсів.
Зазвичай їх застосовують у зв'язці: за допомогою другого способу намічають проблеми і завдання, які потім вирішуються на якісно новому рівні з допомогою кращих космічних і наземних телескопів.
Також є проблемою і те, що разом з Всесвіту еволюціонують і об'єкти, за допомогою яких ведуться дослідження. А значить, необхідно разом з дослідженням самого спостережуваного об'єкта необхідно вивчати і метод, за допомогою якого він досліджується.
Загальні особливості і прийоми
Спостерігати космологічні об'єкти можна різними способами, деякі підходять тільки для одного типу об'єктів, деякі застосовні до всім. Ті, що характерні для всіх, частково прийшли із зоряної астрономії (Такі як метод зоряних підрахунків або порівняння різних ділянок спектру), частково винайдені тільки для потреб космології.
Загальні проблеми найбільш яскравим чином проявляються в галактиках. Класично, серед них виділяють чотири типи: еліптичні, лінзовідние, спіральні і іррегулярні. І ці чотири типи в чому схожі, але також під чому різні. Факторів, що впливають на еволюцію властивостей окремо взятої галактики - величезна безліч. Все це відбивається на її спектральних і фотометричних характеристиках, причому часові масштаби еволюційних процесів - мільйони років. У підсумку спостереження далеких об'єктів не можна співвіднести із спостереженнями близьких галактик і немає простих механізмів екстраполяції того стану до нинішнього.
Теоретичні моделі
Сучасні космологічні моделі дуже складні і часом внутрішньо суперечливі. Приміром, до Всесвіту застосовуються рівняння ЗТВ, хоча ОТО - це локальна теорія, і її використання в масштабі галактик і Всесвіту в цілому може бути піддано сумніву. Космологічні моделі просто вимагають, що протон ні стабільною часткою і розпадався б, чого сучасні експерименти у фізичних лабораторіях не підтверджують; і цей список можна продовжити. Але на даний момент з таким станом справ доводиться миритися, так як кращого пояснення спостережних даних поки не існує.
Космологія - швидше описова наука, ніж предсказательная, і багато її спостереження, якщо запастися великою часткою фантазії і винахідливості, можна трактувати по-різному. Волею-неволею, але доводиться звертатися до якихось припущеннями, принципам, у тому числі і філософським. Зараз практично всі згодні, що будь-яка модель Всесвіту повинна задовольняти так званому В«Космологічному принципомВ». Згідно з ним у великих просторових масштабах у Всесвіті немає виділених областей і напрямків. Наслідком такого постулату є однорідність і ізотропності матерії у Всесвіті на великих масштабах (> 100 Мпк). p> Просторова однорідність і ізотропності не забороняє неоднорідності в часі, тобто існування виділених послідовностей подій, доступних всім спостерігачам. Прихильники теорій стаціонарного Всесвіту іноді формулюють В«досконалий космологічний принципВ», згідно з яким властивостями однорідності і ізотропності повинно володіти чотиривимірне простір-час. Однак спостережувані у Всесвіті еволюційні процеси, по Очевидно не узгоджуються з таким космологічним принципом.
У загальному випадку для побудови моделі застосовуються такі теорії та розділи фізики: <...
