PROJEKT KOSMOLOGIA

PROJEKT KOSMOLOGIA
PROJEKT
KOSMOLOGIA
Aleksander Gendarz
Mateusz Łukasik
Paweł Stolorz
1
PROJEKT KOSMOLOGIA
1. Definicja kosmologii.
Kosmologia – dział astronomii, obejmujący budowę i ewolucję wszechświata.
Kosmolodzy starają się odpowiedzieć na pytania:
 Jaki jest skład i struktura Wszechświata ?
 Jak powstał ?
 Jaki będzie jego ostateczny los ?
Kosmologia upodobniła się do astrofizyki (Astrofizyka - dziedzina nauki leżąca na
pograniczu fizyki i astronomii, zajmująca się badaniem procesów fizycznych w skali
astronomicznej oraz budową i prawami rządzącymi obiektami astronomicznymi).
2. Początek wszechświata – Wielki Wybuch.
W 1985 roku pewien fizyk stwierdził na konferencji naukowej:
„Fakt, że Wszechświat powstał w wyniku Wielkiego Wybuchu, który nastąpił około 15 miliardów lat temu, jest
równie pewny, jak to, że Ziemia krąży wokół Słońca”.
To stwierdzenie wyraża zaufanie, jakie mają specjaliści do teorii Wielkiego Wybuchu, którą
po raz pierwszy sformułował Georges Lemaître.
Georges-Henri Lemaître (ur. 17 lipca 1894 w Charleroi,
zm. 20 czerwca 1966 w Leuven) – belgijski
ksiądz katolicki i astronom, jeden ze współtwórców
współczesnej kosmologii relatywistycznej. Jako pierwszy
zastosował w kosmologii fizykę kwantową, Rozwijał
idee Alberta Einsteina. Stworzył hipotezę Wielkiego
Wybuchu (nazywał ją Hipotezą Pierwotnego Atomu).
Przewidział istnienie promieniowania reliktowego.
2
PROJEKT KOSMOLOGIA
Wielki wybuch – najbardziej prawdopodobny model ewolucji wszechświata.
=
.
To najwcześniejszy moment ewolucji wszechświata, o którym możemy snuć jakieś
wiarygodne wyobrażenia. Właśnie wtedy pojęcia przestrzeni i czasu nabrały obecnego
znaczenia, a znane nam prawa fizyki zaczęły obowiązywać. Cały wszechświat był wtedy
mniejszy od protonu a jego temperatura sięgała 1032 K.
=
.
Do tego momentu Wszechświat gwałtownie rozszerzył się, zwiększając swoje rozmiary o
około 1030 razy. Przypomina gorącą zupę o temperaturze ok 1027 K.
=
.
Kwarki mogą już łączyć się ze sobą tworząc protony i neutrony, oraz ich antycząstki. Dzięki
ciągłemu rozszerzaniu się (dużo wolniejszemu) Wszechświat ostygł tak, że fotony nie mają
dość energii by rozbić nowe cząstki. Cząstki i antycząstki zderzają się ze sobą ulegając
anihilacji (proces oddziaływania cząstki z odpowiadającą jej antycząstką, podczas którego
cząstka i antycząstka zostają zamienione na fotony). Istnieje pewien nadmiar materii, który
przetrwa i utworzy się znany nam dziś świat.
3
PROJEKT KOSMOLOGIA
= .
Wszechświat ostygł na tyle, że zderzające się ze sobą protony i neutrony mogą połączyć się
ze sobą w lekkie jądra.
=
Zaczynają się tworzyć atomy. Atomy wodoru i helu pod wpływem grawitacji tworzą się
skupiska rozpoczynające powstawania gwiazd i galaktyk.
3. Gwiazdy
Gwiazda – kuliste ciało niebieskie stanowiące skupisko powiązanej grawitacyjnie materii
w stanie plazmy bądź zdegenerowanej. Gwiazdy zbudowane są głównie z wodoru i helu,
prawie wszystkie atomy innych cięższych pierwiastków znajdujące się we Wszechświecie
powstały w efekcie zachodzących w nich przemian jądrowych lub podczas wieńczących
ich istnienie wybuchów.
Gwiazdy znacznie różnią się od innych obiektów we Wszechświecie, bowiem świecą
własnym światłem (nieodbitym, jak planety). Dzieje się tak głównie na skutek reakcji
termojądrowych zachodzących w ich wnętrzu, które są głównym, ale nie jedynym.
Ogółem mówiąc większość gwiazd liczy sobie od 1 mld do 10 miliardów lat, wiek
mniejszej części gwiazd może być bliski wiekowi Wszechświata.
Prawdopodobnie nasza galaktyka - Droga Mleczna zawiera ponad 10 gwiazd nawet
większych, tyle, że są one zasłonięte przez gaz i pył gwiezdny, a więc nie możemy ich
dostrzec. Kilkaset widocznych na niebie gwiazd wyróżnia się blaskiem. Układają się one w
charakterystyczne konfiguracje, określane mianem gwiazdozbiorów lub konstelacji.
Gwiazdy tworzące konstelacje najczęściej nie są ze sobą w żaden sposób powiązane.
Z czasem gwiazdy te połączono w symboliczne kształty i nadano im nazwy pochodzące z
mitologii. Oto kilka z nich:
- Orion
- Wielki pies
- Wielka niedźwiedzica
- Mała niedźwiedzica
- Lew
- Duży wóz
- Byk
4
PROJEKT KOSMOLOGIA
4. Galaktyki
Galaktyka- duży, grawitacyjnie związany układ gwiazd, pyłu i gazu międzygwiazdowego oraz
niewidocznej ciemnej materii. Oprócz pojedynczych gwiazd, galaktyki zawierają dużą liczbę
układów gwiazd oraz różnego rodzaju mgławice. Większość galaktyk ma rozmiary od kilku
tysięcy do kilkuset tysięcy lat świetlnych. Odległości między galaktykami sięgają milionów lat
świetlnych. Galaktyka, wewnątrz której znajduje się Układ Słoneczny, to Droga Mleczna.
Największą znaną galaktyką jest IC 1101. Galaktyki można podzielić na cztery główne typy:
- spiralna (z poprzeczką lub bez poprzeczki)
Galaktyki spiralne są najbardziej atrakcyjne. Normalne spirale mają w jądrze eliptyczne
wybrzuszenie, złożone ze starych gwiazd, otoczone przez spiralne ramiona, w których tworzą
się gwiazdy.
- soczewkowata
Galaktyki soczewkowate są przedstawicielami typu pośredniego między galaktykami
eliptycznymi a spiralnymi. Trochę przypominają galaktyki spirale środkowym zgrubieniem i
dyskiem, ale nie mają ramion. Występują powszechnie w gromadach galaktyk.
- eliptyczna
Galaktyki eliptyczne wyglądają raczej zwyczajnie, ale wśród nich istnieją za równo najbardziej
masywne galaktyki, jak i najmniejsze, ledwo wykrywalne (karłowate galaktyki sferoidalne.
Galaktyki eliptyczne składają się głównie ze starych gwiazd i zawierają niewiele chłodnego
gazu i pyłu potrzebnych do stworzenia nowych gwiazd.
- nieregularna
Większość galaktyk nieregularnych ma niewielkie rozmiary, a ich prototypem jest Mały Obłok
Magellana
5