Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Хімічний склад та еволюція Всесвіту




Результати спектрального аналізу дозволяють відтворити кар­тину походження елементів, еволюції в космосі й уточнити деякі фундаментальні величини, важливі для розуміння еволюції Всес­віту загалом.

Вивчення маломасивних зір, що сформувалися на різних ета­пах життя Галактики, еволюція яких протікає повільно, дозволяє побудувати емпіричні залежності вмісту елементів від часу. Порів­няння їх із теоретично передбаченими — це чудова перевірка і те­орії зоряної еволюції, і ядерної фізики, і космологічних моделей Всесвіту. Наведемо кілька прикладів.

1. Другим за поширеністю елементом в космосі є гелій. Його вміст практично однаковий в найбільш старих зорях Галактики (22 % загальної маси речовини), на Сонці (26,8 % ) і в міжзоря­ному середовищі (23-30 %) і збігається з виходом первинного гелію при Великому Вибуху. Це, з одного боку, підтверджує сучасні уявлення про зоряну еволюцію, тому що хоча гелій постійно утворюється під час горіння водню в надрах зір, але далі він або повністю згоряє, перетворюючись на більш важкі елементи, або у вигляді гелієвих карликів залишається в за­консервованому стані і не бере участь у кругообігу речовини. З іншого боку, це підтвердження моделі Всесвіту.

2. Розширення Всесвіту підтверджується спостережними факта­ми, але чи буде воно тривати нескінченно відповідно до моде­лі відкритого Всесвіту, чи зміниться стисканням, як пророкує модель закритої Всесвіту? Це залежить від сучасної середньої густини речовини в космосі. Якщо вона менше або дорівнює критичній р0 =10-26кг/м3, то Всесвіт відкрито. За сучасними уявленнями, його частина, що спостерігається, повинна бути плоскою, а значить, повинна збігатися з р0? Прямі вимірю­вання дають ~ р 0,005р0, але ця величина визначається масою тільки випромінювальної речовини. На існування темної, або прихованої, маси, що перевищує приблизно в 10 разів масу видимої речовини, вказує вивчення скупчень галактик. Вияв­ляється, природу прихованої маси можна зрозуміти шляхом аналізу вмісту дейтерію у Всесвіті. Вихід первинного дейтерію чутливий до густини звичайної речовини, протонів, нейтронів і електронів: чим вона вища, тим менше утворюється дейтерію. Якби в епоху синтезу вся речовина була звичайною і її густина відповідала критичній, то дейтерію мало утворитися на шість

порядків менше від сучасних спостережуваних значень. Звідси треба зробити висновок, що тільки близько 1/10 маси належало звичайній речовини, а інша мала б перебувати в якійсь екзотич­ній формі, наприклад у вигляді слабко взаємодіючих частинок типу нейтрино. Це співвідношення має зберегтися до цієї епохи.

3. Вихід первинного Не за відомої величини р0 залежить від того, скільки існує типів нейтрино. Якщо припустити, що їх більше чотирьох, то бачимо, що вміст Не у Всесвіті виявляється менше від первинного, що пояснити неможливо. Як бачимо, зоряна спектроскопія допомагає встановити таку фундаментальну ха­рактеристику природи, як число типів нейтрино.



4. Описана схема походження елементів у загальному підтвер­джується даними спостережень, хоча залишаються проблеми, які вимагають подальшого вивчення. Досі не виявлені об’єкти, хімічний склад яких збігався б із первинним, тобто об’єкти, що складаються тільки з Н і Не. У найстаріших зорях Галактики вміст металів на три-чотири порядки нижче від сучасного, але не нульовий. У квазарах, які вважаються зародками галактик і які утворилися незабаром після початку розширення Всесві­ту, вже є вуглець, азот та інші елементи, та їх вміст близький до сучасних у нашій Галактиці!


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2018 год. (0.006 сек.)Пожаловаться на материал