Земля в космическом пространстве, образование Солнечной системы и планет

Образование Вселенной

Все мы представляем себе Вселенную бесконечной, не имеющей края и конца. По современным представлениям, 12—14 млрд лет назад вещество Вселенной находилось совсем в другом состоянии, нежели сейчас. Оно имело очень высокую плотность и температуру. Эти параметры были настолько высоки, что известные нам законы физики теряют всякий смысл для описания состояния вещества Вселенной, называемого сингулярным, точечным.

12—14 млрд лет назад вещество Вселенной начало стремительно расширяться и охлаждаться, при этом плотность его уменьшалась. Процесс расширения Вселенной получил название Большого взрыва. Гипотеза о нем была впервые выдвинута российским физиком А. А. Фридманом (1888—1925). Впоследствии она была блестяще подтверждена прямыми наблюдениями.

В первом приближении Вселенная однородна. Это ее свойство подразумевает, что в объеме какой-то ее части с диаметром около 300 млн световых лет (1 световой год равен 9,6 х 10¹² км) должно содержаться примерно одинаковое число галактик, каждая из которых, в свою очередь, состоит из огромного количества звезд. Например, в Галактике Млечный Путь, к которой принадлежат Солнечная система и, соответственно, планета Земля, насчитывается 10^п звезд.

Все это трудно поддающееся воображению количество звезд и галактик начало формироваться, согласно физической теории, спустя примерно 1 млрд лет после начала Большого взрыва путем сжатия гигантских газовопылевых облаков. Когда сжатие в таком облаке достигает высоких значений, резко повышается температура, и в центре сгустка начинаются ядерные реакции, т. е. слияние ядер водорода (Н) — протонов — с образованием гелия (Не). При этом выделяется огромная энергия, излучение которой и приводит к тому, что звезда «зажигается».

В настоящее время плотность вещества во Вселенной ничтожно мала — 10~²⁹ г/см³, или 10~⁵ атомных единиц массы в 1 см³. Такой будет плотность вещества в кубе со стороной в 40 тыс. км, если в нем равномерно распределить 1 г вещества. Величина этой плотности важна для будущего Вселенной, так как, согласно теории, если средняя плотность равна или меньше некоторой расчетной критической плотности, то Вселенная будет только расширяться, а если же плотность больше критической, то расширение Вселенной со временем прекратится, и она начнет сжиматься, возвращаясь к сингулярному состоянию с огромной плотностью и колоссальной температурой.

Вопросы

• ?. Что представляет собой сингулярное состояние вещества?
• 2. В чем заключается гипотеза Большого взрыва?
• 3. Какова плотность вещества во Вселенной в настоящее время?
• 4. Как зависит будущее Вселенной от величины средней плотности вещества в ней?
• — ВЫВОДЫ -

Вселенная образовалась в результате произошедшего 12—14 млрд лет назад катастрофического внезапного расширения вещества, находившегося до этого в очень плотном и очень горячем состоянии. Расширение продолжается и сейчас, а будущее Вселенной связано с ее критической плотностью.