Происхождение Вселенной
Происхождение Вселенной
Вернемся к вопросу о происхождении структуры Вселенной. Сначала ее расширения вещество представляло собой практически однородную расширяющуюся горячею плазму. Почему же эта однородная плазма на неком шаге распалась на комки, которые развились в небесные тела и их системы? Как появились зачатки скоплений галактик?
Согласно воззрению большинства профессионалов схожий процесс происходит из-за гравитационной неустойчивости: мелкие случайные исходные уплотнения вещества своим тяготением стягивают вещество и из-за этого усиливаются — сгущаются и разрастаются. Эти сгустки вещества при определенных критериях могут вырасти в огромные комки, дающие начало скоплениям галактик. Базы теории, описывающей этот процесс, были сформулированы еще в 1946 году русским физиком, сейчас академиком Е. Лифшицем.
Сейчас мы можем считать, что во Вселенной тяготение нейтрино оказывается важным фактором, и конкретно это тяготение нужно сначала учесть при анализе роста неоднородностей вещества под действием гравитационной неустойчивости.
Общая картина роста неоднородностей представляется последующей. В самые 1-ые мгновения после начала расширения Вселенной были случайные, очень мелкие неоднородности в рассредотачивании плотности материи в пространстве. Мы знаем, что спустя всего секунду после начала расширения плотность вещества уже недостаточно велика, чтоб препятствовать свободному полету через него нейтрино всех видов. Нейтрино в этот период имеют еще очень огромную энергию и летят со скоростью, очень близкой к скорости света. При всем этом, естественно, идет выравнивание неоднородностей, создается более равномерное рассредотачивание нейтрино. Но происходит это исключительно в малых пространственных масштабах в районах, сравнимо малых по линейным размерам нейтринных сгущений.
Вправду, из сравнимо маленьких сгущений нейтрино успевают вылететь и перемешаться с другими нейтрино довольно стремительно, усредняя, сглаживая все неоднородности. И чем больше проходит времени, тем больше (по линейному размеру) неоднородности нейтрино успевают “рассосаться”. Так будет длиться до того времени, пока нейтрино, теряющие энергию вследствие расширения Вселенной, не станут двигаться со скоростью приметно наименьшей, чем скорость света. Расчеты демонстрируют, что приблизительно через 300 лет после начала расширения скорость нейтрино свалится так, что они уже не будут успевать вылетать из комков огромного размера. И такие комки, плотность в каких поначалу только малость превосходит среднюю, могут усиливаться тяготением, сгущаться и расти, пока среда не распадется на отдельные сжимающиеся облака из нейтрино.
Можно подсчитать, какой будет масса таких нейтринных туч. Так как приемущественно только 1-ые 300 лет происходило выравнивание плотности и нейтрино двигались, с околосветовой скоростью, мы приходим к выводу, что выравнивание успело произойти в участках с размерами, не превосходящими 300 световых лет. В огромных масштабах, в нейтринных сгустках большего ‘размера, завышенная плотность нейтрино сохранялась, ибо нейтрино не успело из их вылететь. Потом скорость движения нейтрино резко падала, обоюдное их тяготение приводило к повышению завышенной плотности, и эти сгущения дали начало нейтринным тучам. Как следует, масса этих туч обусловится количеством нейтрино, находившихся в сфере радиусом 300 световых лет через 300 лет после начала расширения Вселенной.
Расчет указывает, что обычная масса такового ней-тринного облака выражается только через фундаментальные константы природы: h — постоянную Планка, с — скорость света, G — постоянную тяготения и от — массу покоя нейтрино. 1-ые три константы известны, и если принять, что масса покоя нейтрино вправду равна 35 эВ=6*10-32 грамма, то окажется, что масса обычного нейтринного облака составляет приблизительно 1015 солнечных масс.
Так обстоит дело с массой нейтринных туч. А какова будет их форма? Еще 10 годов назад Я. Зельдович показал, что в такового рода процессах возникающие облака должны быть очень очень сплюснуты, что по форме они должны быть похожи на блины. Соединение огромного количества таких “блинов”, беспорядочно расположившихся в пространстве, даст в совокупы картину циклопических невидимых нейтринных сот.
Итак, к нашему времени в пространстве должна появиться ячеистая структура невидимых нейтринных туч. А что все-таки обыденное вещество? В какие пространственные структуры соберется оно?
Сначала расширения обыденное вещество (это все вещество Вселенной, не считая нейтрино) тоже было распределено в пространстве практически умеренно. Масса этого обыденного вещества, как мы знаем (либо, поточнее, как мы на данный момент имеем основание считать), во много раз меньше суммарной массы нейтрино, и в исходной стадии расширения Вселенной это вещество находилось в виде жаркой плазмы.
Но, как мы лицезрели в предшествующей главе, по прошествии трехсот тыщ лет после начала расширения обыденное вещество так охлаждается, что из состояния плазмы преобразуется в нейтральный газ, давление которого резко падает, — это происходит спустя миллион лет после начала расширения. Потом прохладный нейтральный газ начинает сгущаться в поле тяготения возникающих нейтринных туч, стягиваясь к их центральной части. И конкретно из этого сгущающегося нейтрального газа равномерно появляются скопления галактик, галактики и звезды. Потому что обыденного вещества по массе в 30 раз меньше, чем нейтрино, то в невидимом нейтринном “блине” с массой в 1015 солнечных масс появляется огромное скопление галактик, масса которого в 30 раз меньше, другими словами составляет 3 • 1013 солнечных масс.
Приобретенные наблюдательной астрономией данные о массах и форме огромных скоплений галактик отлично согласуются с данными, приобретенными из схожих теоретических построений.
Новиков И.Д.