1612724575-f825b2d3933c58ed53c66b6cee5ff57f (Ответы к билетам), страница 20

В первое время отождествление этих линий было затрудненонеобычайно сильным красным смещением: линии, обычно расположенные в ультрафиолетовойобласти спектра, в ряде случаев оказываются в видимой области. Хотя высказываласьвозможность того, что причина красного смещения линий в спектрах квазаров иная, чем у далекихгалактик, скорее всего оно говорит об огромных скоростях удаления квазаров. Расстояния,найденные по красным смещениям, показывают, что квазары — самые далекие из известных намобъектов. Квазары во многом напоминают активные ядра галактик.

Об этом говорят их малыеугловые размеры, распределение энергии в спектре, переменность их оптического ирадиоизлучения, наблюдаемая в некоторых случаях. Ряд особенностей сближает квазары сядрами сейфертовских галактик. К ним прежде всего относится сильное расширениеэмиссионных линий в спектрах, указывающее на движения со скоростями, достигающими 3000км/сек. У некоторых квазаров наблюдаются облака выброшенного вещества, что говорит овзрывном характере происходящих в них явлений, приводящих к высвобождению огромныхэнергий, по порядку величины сравнимых с излучением радиогалактик. По-видимому,аналогичные процессы происходят в мощных радиогалактиках типа Лебедь-А и вызываютвзрывы ядер некоторых других галактик. (Бакулин: §174)33.4. Скопления галактик.Обычно галактики встречаются небольшими группами, содержащими по десятку членов, частообъединяющимися в обширные скопления сотен и тысяч галактик. Наша Галактика входит всостав так называемой Местной группы, включающей в себя три гигантские спиральныегалактики (наша Галактика, туманность Андромеды и туманность в созвездии Треугольника), атакже более 15 карликовых эллиптических и неправильных галактик, крупнейшими из которыхявляются Магеллановы Облака.

В среднем размеры скоплений галактик составляют около 3 Mnc.В отдельных случаях диаметр их может превышать 10-20 Mnc. Они делятся на рассеянные(неправильные) и сферические (правильные) скопления. Галактики в них весьма слабоконцентрируются к центру. Примером гигантского рассеянного скопления может служитьближайшее к нам скопление галактик в созвездии Девы.На небе оно занимает примерно 120 кв.градусов и расстояние до центра этого скопления составляет около 11 Mnc. Сферическиескопления галактик более компактны, чем рассеянные. Их члены заметно концентрируются кцентру. Примером сферического скопления является скопление галактик в созвездии ВолосВероники.

Его диаметр составляет почти 12 градусов. Расстояние до центра скопления составляетоколо 70 Mnc. (Бакулин: §175)81Билет 3434.1. Понятие о космологии, ее наблюдательные основы.Космология – физическое учение о Вселенной как целом, основанное на наблюдательныхданных и теоретических выводах. Наблюдательные основы: Мир галактик; Реликтовое радиоизлучение ( космическое электромагнитное излучение с высокойстепенью изотропности); Нестационарность вселенной (красное смещение спектра линий).34.2.

Красное смещение линий в спектрах галактик и закон Хаббла.Красное смещение. Нестационарность наблюдаемой части Вселенной проявляется в еёрасширении, что установлено по систематическому движению далёких галактик. Спектральныелинии в спектрах далёких галактик смещены по сравнению с положением тех же линий,полученных в лабораторных условиях на Земле, к красному концу спектра. Этот эффектназывается красным смещением.=−0, где 0 – длина в лабораторных условиях, – длина волны смещенной линии.Красное смещение спектральных линий объясняется эффектом Доплера, обусловленнымдвижением источника света в направлении от наблюдателя. При скорости источника света ≪ сотносительное изменение частоты ≫ /.

Таким образом, по измеренному можно определитьлучевую скорость удаления галактик. Красное смещение, наблюдаемое в спектрах всех далёкихгалактик для всех направлений на небе, указывает, что галактики удаляются от нашей Галактикии друг от друга.Расширение (нестационарность) галактик было надёжно установлено после того, какамериканский астроном Э. Хаббл в 1929 году вывел из данных наблюдений законпропорциональности между величиной и расстоянием до далёкой галактики .Закон Хаббла = ∙ /Отсюда следует, что чем дальше расположена галактика, тем с большей радиальной (лучевой)скоростью она движется: = ∙ .Коэффициент пропорциональности Н называется постоянной Хаббла.

Значение Н не зависитот направления на небесной сфере и от расстояния до галактики. По современным оценкам,величина Н равна от 50 до 100 км/с на 1 Мпк. Обратная величина имеет размерность времени иравна = 1/ » 10 − 20 млрд. лет.Следует подчеркнуть, что смещение z, имеет физический смысл при сколь угодно больших z,однако ему можно сопоставлять скорость удаления v и согласно равенству = / только прималых / и z, т. е. когда можно пренебречь z2по сравнению с z. При ≳ пользоватьсяформулой = / нельзя. Например, некоторые из квазаров имеют > 2.

Разумеется, это неозначает, что они удаляются от нас со скоростью > 2с. Согласно специальной теорииотносительности, z стремится к бесконечности при стремлении скорости источника к скоростисвета. При больших z сказывается также гравитационное смещение спектральных линий,обусловленное гравитационным полем вещества на пути следования света от источника кнаблюдателю.82Билет 3535.1. Понятие «возраста Вселенной».Возраст Вселенной - время, прошедшее с начала расширения вселенной. В современной оценкевозраст задается как:11=∫,0 √ΩΛ + Ω −2 + Ω −3 + Ω −40=,0где а – масштабный фактор; Н0 – постоянная Хаббла.35.2.

Наблюдательные проявления темной энергии.Вселенная расширяется с ускорением, что предполагает наличие новой формы энергии –темной энергии.На самом деле наличие темной энергии это всего лишь гипотеза, так как до сих пор не былополучено наблюдательных проявлений, доказывающих наличие именно темной энергии, а некакой-либо другой модификации уже существующих форм энергии.35.3. Дозвездная стадия эволюции Вселенной.Согласно теории Большого Взрыва, примерно 12 миллиардов лет назад вещество вселеннойбыло сконцентрировано в очень малом объеме и имело огромную плотность, температуру идавление.На дозвездной стадии формирования вселенной происходило образование легчайших ядер.Основные реакции: + + − ⇄ + , + − → + , + + → + .При Т < 1010 К прекращается образование электрон-позитронных пар.

В связи с тем, чтоплотность нейтронов и протонов велика, они начинают активно вступать во взаимодействие,образуя d, He и Li. Наиболее эффективно реакции с образованием легких ядер начинаютпроисходить, когда температура упадет до 109 К. Процесс образования этих ядер произошел впервые минуты существования вселенной.35.4. Реликтовое излучение.Подтверждение концепции Большого Взрыва является реликтовое излучение.Основные отличия реликтового излучение от других типов излучений: Угловая изотропия (интенсивность одинаковая от всех участков неба); Планковая (равновесная) форма спектра.Температура реликтового излучения Т ≫ 3К. Спектр реликтового излучения хорошо изучен вдиапазоне длин волн от 3 мм до 21 см.

Плотность энергии равновесного реликтового излучения5 ∙ 10−13 эрг/СМ3.Равновесный спектр реликтового излучения сформировался благодаря взаимодействиюизлучения с плазмой. Когда температура плазмы и излучения снизилась до 4000 К, фотоныреликтового излучения уже не могли ионизовать атомы. Электроны присоединялись к ядраматомов, и вещество в массе своей стало нейтральным.

С этого периода атомы реликтовогоизлучения распространяются практически свободно. Огромная величина свободного пробегафотонов реликтового излучения является причиной, по которой оно стало эффективнымсредством исследования крупномасштабной структуры вселенной.83.