/p>
- Рівноважна статистична фізика, її основні поняття і принципи, а також теорія релятивістського газу.
- Теорія гравітації (зазвичай ЗТВ).
- Деякі відомості з фізики елементарних частинок: список основних частинок, їх характеристики, типи взаємодії, закони збереження.
Комбінуючи їх намагаються в першу чергу пояснити три фундаментальні явища: розширення Всесвіту, спостережувану великомасштабну структуру Всесвіту і поширеність хімічних елементів. Основними теоріями на сьогоднішній день в сукупності описують всі ці три явища є:
- Теорія Великого Вибуху. Описує хімічний склад Всесвіту (абсолютно домінуюча теорія)
- Теорія стадії інфляції. Пояснює причину розширення (визнана багатьма, але широко обговорювана)
- Модель розширення Фрідмана. Описує розширення (абсолютно домінуюча теорія)
- Ієрархічна теорія. Описує великомасштабну структуру (яка має великі проблеми останнім часом, але підтримувана багатьма теоретиками)
Модель Всесвіту
Модель Всесвіту описує сам факт розширення. У загальному випадку ігнорується, коли і чому Всесвіт почала розширюватися, тобто теорія Великого Вибуху - лише окремий випадок моделі розширюється Всесвіту. У основі більшості моделей розширюється Всесвіту лежить ОТО і її геометричний погляд на природу гравітації. Изотропно розширюється середу зручно розглядати в системі координат, що розширюються разом з матерією. Таким чином, розширення Всесвіту формально зводиться до зміни масштабного фактора всій координатної сітки, у вузлах якої В«посадженіВ» галактики. Таку систему координат називають супутньою. Початок же відліку зазвичай прикріплюють до спостерігача.
Єдиної точки зору, чи є Всесвіт дійсно нескінченною або кінцевою в просторі та обсязі, не існує. Тим не менш, спостережувана Всесвіт, що включає всі місця розташування, які можуть впливати на нас з моменту Великого Вибуху, кінцева, оскільки конечна швидкість світла і існував Великий Вибух.
Теорія Великого Вибуху (модель гарячого Всесвіту)
Ця теорія відповідає на запитання: В«Чи існувала Всесвіт вічно або вона з'явилася з чогось? А якщо була народжена, то, як вона розвивалася в перші секунди свого життя? В»Екстраполяція спостережуваного стану Всесвіту тому під часу за умови вірності загальної теорії відносності призводить до неминучого висновку, що за кінцевий час назад весь простір Всесвіту згортається в точку, космологічну сингулярність, звану Великим Вибухом. p> Така поведінка, мабуть, свідчить про непріложіми ОТО до найбільш раннім моментам розширення Всесвіту, що призводить до численних, але поки, на жаль, тільки чисто умоглядним спробам розробити більш загальну теорію (Або навіть В«нову фізикуВ»), вирішальну цю проблему космологічної сингулярності. У момент, досить близький до Вибуху, але вже впевнено описуваний сучасної фізикою, вся енергія нинішнього Всесвіту містилася в маленькому обсязі, а так як ентропія Всесвіту велика, то, значить, і температура була дуже високою (в відміну від історично конкурувала з цієї теорії холодної Всесвіту, де температура протягом всієї еволюції була близька до сучасного значенням). Саме завдяки високій температурі і щільності з'явилися перші елементарні частинки, які при подальшому збільшенні розміру Всесвіту і її охолодженні почали складатися спочатку в частинки поскладніше, а потім справа дійшла і до звичайних протонів, нейтронів, позитронів і так далі.
По ходу справи залишаючи без відповіді питання: В«Чому античастинок виявилося менше ніж частинок? В»іВ« Чому ентропія Всесвіту така висока? В»(вони складають аспекти так званої проблеми початкових значень) - і вводячи руками умова домінування частинок над античастинками і спостережуване значення ентропії, можна побудувати теорію про первинному нуклеосинтезі, яка в цілому непогано узгоджується з даними спостережень.
Також досить добре пояснюється і реліктове випромінювання - це спадщина того моменту, коли ще вся речовина була іонізованним і не могло чинити опір тиску світла. Іншими словами, реліктовий фон - це залишок В«Фотосфери ВсесвітуВ». br/>
Інфляційна модель
Теорії інфляції описують передбачувану стадію розширення Всесвіту, що почалася через ~ 10-42с після Великого Вибуху. У ній швидкість збільшення масштабів відбувається за експоненціальним законом. По закінченні цієї стадії обсяг Всесвіту виростає на багато-багато порядків у порівнянні з початковим.
Під час інфляції температура Всесвіту змінюється в дуже великому діапазоні, в якийсь момент, падаючи майже до абсолютного нуля. Наприкінці ж, відбувається повторне нагрівання речовини до високих температур. На роль можливого пояснення настільки дивної поведінки пропонується "параметричний резонанс ".
Ідея інфляційної стадії дозволяє пояснити плоску геометрію простору. Крім цього теорія інфляції припускає наявність маленької спочатку причинно-зв'язаної обла...
