Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Химическая и электрохимическая К. 12 страница






Лит.: Шварцшильд М., Строение и эволюция звезд, пер. с англ., М., 1961; Франк-Каменецкий Д. А., Физические процессы внутри звезд, М., 1959 Кап дан С. А., Физика звезд, 2 изд. М-, 1970; Проблемы современной космогонии под ред. В. А. Амбарцумяна, 2 изд., М. 1972. С. Б. Пикелънер

КОСМОДЕМЬЯНСКАЯ Зоя Анатольевна (Таня) (13.9.1923, с. Осиновые Гаи Тамбовской обл., -29.11.1941, дер. Петри-щево Верейского р-на Моск. обл.), советская партизанка, героиня Великой Отечеств, войны 1941-45. Род. в семье служащего. Чл. ВЛ КСМ с 1938. Училась в 201-й ср. школе Москвы. В окт. 1941, будучи ученицей 10-го класса, добровольцем ушла в партизанский отряд. У дер. Обухове, близ Наро-Фоминска, с группой комсом ольцев - партизан перешла через линию фронта на занятую нем. оккупантам и территорию. В кон. нояб. 1941 в дер. Петрищево при выполнениибоевого задания была схвачена фашистами. Несмотря на чудовищные пытки и издевательства палачей, не выдала товарищей, не открыла своего настоящего имени, назвавшись Таней. 29 нояб. 1941 была казнена. 16 февр. 1942 К. посмертно присвоено звание Героя Сов. Союза. Преданность социалистич. Родине, верность делу коммунизма сделали имя воспитанницы Ленинского комсомола легендарным. К. посвящены мн. произведения сов. поэтов, писателей, драматургов, художников, скульпторов; её именем названы улицы мн. городов СССР. На Минском шоссе близ дер. Петрищево К. поставлен памятник (скульпторы О. А. Иконников и В. А. Фёдоров).С 1942 могила К. находится на Новодевичьем кладбище в Москве; на месте первоначального захоронения К. в дер. Петрищево установлена мемориальная плита.

Лит.: Народная героиня. (Сб. материалов о Зое Космодемьянской), М., 1943: Космодемьянская Л. Т., Повесть о Зое и Шуре, М., 1966.

КОСМОДРОМ (от космос и греч. dromes - бег, место для бега), комплекссооружений, оборудования и земельных участков, предназначенный для приёма, сборки, подготовки к пуску и пуска космических ракет. Нек-рые К. включают земельные участки для падения отработанных ступеней ракет и один из измерит, пунктов командно-измерит. комплекса. Гл. объекты К.- технич. позиция и стартовый комплекс (рис. 1). Вспомогат. и обслуживающие объекты и службы К.: измерит, пункты с кинотеодолитными станциями и радиотехнич. системами для измерения параметров начальных участков и в первую очередь активных траекторий движения ракет; расчётные бюро с ЭВМ для вычисления полётных заданий и траекторий движения ракет; зона хранения компонентов топлива; иногда заводы для производства жидкого кислорода, азота, водорода; система энергоснабжения (теплоэлектроцентрали, электросиловые станции, трансформаторные подстанции и линии электропередач); жилой городок с управленч. службами, учебным центром и комплексом бытовых и культурно-массовых учреждений; система водоснабжения; система связи и телевидения; ремонтная база и складское хозяйство; аэродром; подъездные пути и трансп. коммуникации, включая ж.-д. узел.

Техническая позиция (ТП) - комплекс сооружений с общетехнич. и специальными технологич. оборудованием и подъездными путями, обеспечивающий приём, хранение и сборку ракеты-носителя (РН) и космич. объектов (КО), их испытания, заправку и пристыковку КО к РН. На ТП располагаются монтаж-но-испытат. корпус (МИК), монтажно-испытат. корпус КО, заправочная станция КО, компрессорная станция с реси-верной, электросиловая или трансформаторная подстанция и служебные здания. Для твердотопливных РН в состав ТП дополнительно могут входить типичное хранилище секций твердотопливных ускорителей, здание их осмотра, хранилище секций, готовых к использованию, и здание сборки и пристыковки твердо-топливных ускорителей. Ступени и узлы РН пвступают в МИК, иногда для избежания транспортировки больших ступеней РН в собранном виде завершающие сварочные операции по изготовлению крупных узлов производятся в МИК. Сборка РН выполняется двумя осн. способами: горизонтальная сборка отд. ступеней и РН в целом и пристыковка к ней КО; вертикальная сборка отд. ступеней, сборка всей РН и пристыковка КО в МИК в вертикальном положении на передвижной части пусковой системы (рис. 2). Первый способ наиболее распространён. Для РН, работающих на жидком топливе и имеющих твердотопливные ускорители, строятся 2 МИК: для сборки и испытаний жидкостной ракеты и для сборки твердотопливных ускорителей и пристыковки их к жидкостной ракете. После сборки РН проходит автономные и комплексные испытания. Параллельно производятся сборка и испытания КО. В комплект испытательного оборудования для КО входят также барокамеры для испытаний КО в целом или его элементов на герметичность в условиях глубокого вакуума. Заправка КО компонентами топлива производится на заправочной станции ТП. Криогенными компонентами топлива (кислородом, водородом, фтором, аммиаком и т. п.) КО заправляется на стартовой позиции. Из запра-

вочной станции КО перевозится в МИК, где пристыковывается к РН. После проверки правильности стыковки космич. ракета транспортируется на стартовую позицию.
[ris]

Стартовый комплекс (СК) - комплекс спец. технологич. оборудования, сооружений с общетехнич. оборудованием, подготовленных участков земли с подъездными путями, необходимыми для доставки космич. ракеты на СК, установки на пусковую систему, испытаний, заправки и пуска.В состав спец. сооружений СК входят: пусковая установка; командный пункт; хранилища компонентов топлива и устройства для заправки ими РН и КО; трансформаторная подстанция и резервная дизель-электрич. станция; холодильные установки или холодильный центр и др. СК может иметь неск. стартовых площадок (табл.). На стартовой позиции транспортно-устано-вочный агрегат поднимает ракету в вертикальное положение и опускает её на пусковую систему. Стационарные установщики монтируются около пусковой системы; ж.-д. транспортно-установоч-ная тележка с ракетой наезжает на стрелу-платформу и вместе с ней поднимается в вертикальное положение. Пусковая система обеспечивает приём, вертика-лизацию и удержание ракеты, подвод к ней электрич. заправочных, пневматич. дренажных и пр. коммуникаций и пуск ракеты. Пусковые системы могут иметь кабель-заправочные мачты, механизмы стыковки электро- и пневморазъёмов, наполнительных и дренажных соединений. Мачты выполняются отбрасываемыми и стационарными. Кабель-заправочные мачты иногда выполняют функции агрегатов обслуживания. Для СК, не имеющих стационарных заправочных средств, на стартовую площадку подаются передвижные заправщики. Компоненты топлива обычно дозируются автоматически по датчикам уровней топлива в баках ракеты. Применяется также дозировка счётчиками-расходомерами. Для заправки сжатыми газами станции газоснабжения могут иметь воздушные компрессоры высокого давления, гелиевые компрессоры и газификаторы жидкого азота с плунжерными насосами высокого давления. Перед заправкой производится термостатирование топлива для обеспечения допустимой разницы темп-р окислителя и горючего; максимальной и минимальной темп-р компонентов, поступающих в двигатель ракеты; требуемого значения плотности топлива; переохлаждения криогенных компонентов. Переохлаждение продолжается в течение всего времени нахождения ракеты на пусковой системе. Если переохлаждение не применяется, испарение компонентов в ракете компенсируется автома-тич. подпиткой. Все процессы подготовки к заправке, включая процессы хранения топлива, и заправка осуществляются обычно автоматически. Посадка космонавтов производится после окончания заправки РН и КО. Все операции предстартовой подготовки фиксируются на пульте пуска набором транспарантов готовно-стей. После полной готовности всех систем подаётся команда и включается автоматич. схема пуска.

Первый ИСЗ был запущен с космодрома Байконур (СССР), за рубежом космические ракеты запускались с К.: США - Ванденберг (Калифорния), мыс Кеннеди (Флорида), Уоллопс (Виргиния); Франция - Хаммагир (Алжир), Куру (Франц. Гвиана); Италия - Сан-Марко (у берегов Кении); Япония - Утиноура; КНР - Чанчэнцзе; Великобритания - Вумера (Австралия).

Лит.: Космонавтика, М., 1970 (Маленькая энциклопедия); «Aviation Week», 1965,?. 83, № 1. p. 36-37. 41-43, 1966,?. 84, № 25, p. 71-182; «Hydraulics and Pneumatics». 1967, v. 20, N2 12, p. 90-93; «Mechanical Engineering», 1969,?. 91, №6 - 10; «SpaceflighU, 1971,?. 13, № 2, p. 61 - 65.

Техническая характеристика американских стартовых комплексов

Характеристика комплекса СК-39 для ракет-носителей «Сатурн-5» СК-37 для ракет-носителей «Сатурн-1» СК-40-41 для ракет-носителей «Титан-ЗС»
Общая площадь, га 48, 6   8, 4
Стоимость комплекса, млн. долл.      
Количество стартовых площадок 21 22  
Транспорт для перевозки ракет или их ступеней Гусеничный транспорт 2 колёсных транспортёра для ступеней I и II 2 локомотива по 735, 5 квт. (1000 л. с.)
Время подготовки ракет к пуску, сут 50-70    
Время ремонта после пуска, суш 14-42 30-603 до 14

1 Одна площадка законсервирована; с неё был произведён только запуск «Аполлона-10». 2 Одна площадка законсервирована. 3 30-60 сут - время на подготовку к пуску и ремонт.


КОСМОИДНАЯ ЧЕШУЯ, чешуя древних кистепёрых и двоякодышащих рыб, наружная поверхность к-рой образована слоем космина (отсюда название) - сплошным " паркетом" тесно сомкнутых кожных зубов. Сверху К. ч. покрыта твёрдым эмалеподобным дентином, придающим ей характерный блеск. Космин подстилается слоем губчатой кости; в основании К. ч. лежит мощный слой пластинчатой кости - изопедина. В эволюции кистепёрых и двоякодышащих наружный и губчатый слои К. ч. постепенно редуцируются. У совр. кистепёрой рыбы латимерии на поверхности чешуи сохранились отд. бугорки дентина.

КОСМОЛОГИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ, постоянная Л, к-рую А. Эйнштейн в 1917 ввёл в свои уравнения тяготения (1916), чтобы они могли иметь решения, описывающие стационарную Вселенную, и удовлетворяли требованию относительности инерции (см. Относительности теория). Физич. смысл введения К. п, заключается в допущении существования особых космич. сил (отталкивания при Л> 0 и притяжения при Л< 0), возрастающих с расстоянием. Поскольку требование стационарности Вселенной отпало с открытием разбегания галактик (см. Красное смещение), Эйнштейн в 1931 отказался от К. п. С тех пор обычно принималось, что А = 0. В настоящее время (70-е гг. 20 в.) допускается и др. возможность: К. п.- крайне малая (~10-55 см-2) величина.

Лит.: Зельдович Я. Б., Новиков И. Д., Релятивистская астрофизика, М., 1967. Г.И.Наан.

КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАДОКСЫ, затруднения (противоречия), возникающие при распространении законов физики на Вселенную в целом или достаточно большие её области. Так, при распространении на Вселенную второго начала термодинамики (без учёта гравитации) в прошлом делался вывод о необходимости тепловой смерти; возраст Метагалактики в теории нестационарной Вселенной (см. Космология) до 50-х гг. 20 в. оказывался меньше возраста Земли. Однако обычно под К. п. понимают два конкретных парадокса, возникающих при космо-логич. применении законов классической (ньютоновой) физики: фотометрический (парадокс Шезо - Ольберса, назв. по имени швейц. астронома Ж. Шезо, 1744, и нем. астронома Г. В. Ольберса, 1826) и гравитационный (парадокс Неймана - Зелигера, назв. по имени нем. учёных К. Неймана и X. Зелигера, 19 в.). Эти парадоксы (К. п. в узком смысле слова) преодолены релятивистской космологией. Классич. физика затрудняется объяснить, почему ночью темно: если повсюду в бесконечном пространстве стационарной Вселенной (или хотя бы в достаточно большой её области) имеются излучающие звёзды, то в любом направлении на луче зрения должна оказаться к.-н. звезда и вся поверхность неба должна представляться ослепительно яркой, подобной, напр., поверхности Солнца. Это противоречие с тем, что наблюдается в действительности, и наз. фотометрическим парадоксом. В релятивистской космологии он не возникает, поскольку из-за красного смещения яркость далёких объектов понижается. Гравитационный парадокс имеет менее очевидный характер и состоит в том, что закон всемирного тяготения Ньютона не даёт к.-л. разумного ответа на вопрос о гравитационном поле, создаваемом бесконечной системой масс (если только не делать очень специальных предположений о характере пространственного распределения этих масс). Для космо-логич. масштабов ответ даёт теория А. Эйнштейна, в к-рой закон всемирного тяготения уточняется для случая очень сильных гравитационных полей.

Лит.: Зельманов А. Л., Гравитационный парадокс, в кн.: физический энциклопедический словарь, т. 1, М., 1960; Фотометрический парадокс, там же, т. 5, М., 1966; То1man R. С., Relativity thermodynamics and cosmology, Oxf., 1934.

Г. И. Наан.

КОСМОЛОГИЯ (от космос и ...логия), учение о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астрономич. наблюдениями области Вселенной как части целого; раздел астрономии. Выводы К. (модели Вселенной) основываются на законах физики и данных наблюдательной астрономии, а также на философских принципах (в конечном счёте - на всей системе знаний) своей эпохи. Важнейшим философским постулатом К. является положение, согласно к-рому законы природы (законы физики), установленные на основе изучения весьма ограниченной части Вселенной, чаще всего на основе опытов на планете Земля, могут быть экстраполированы (распространены) на значительно большие области, в конечном счёте - на всю Вселенную. Без этого постулата К. как наука невозможна.

Космологич. теории разных эпох (а часто и относящиеся к одной и той же эпохе) существенно различаются в зависимости от того, какие физич. принципы и законы принимаются в качестве достаточно универсальных и кладутся в основу К. Степень универсальности принципов и законов не может быть проверена непосредственным путём, но построенные на их основе модели должны допускать проверку; для наблюдаемой области Вселенной (" астрономической Вселенной") выводы из глобальной модели должны подтверждаться наблюдениями (во всяком случае не противоречить им), а также предсказывать новые явления, к-рые ранее не наблюдались. Из необозримого множества моделей, к-рые можно построить, лишь очень немногие могут удовлетворить этому критерию. В 70-х гг. 20 в. этому требованию наилучшим образом удовлетворяют разработанные на основе общей теории относительности (в релятивистской К.) однородные изотропные модели нестационарной горячей Вселенной.

Историческая справка. В наивной форме космологич. представления зародились в глубочайшей древности в результате попыток человека осознать своё место в мироздании. Эти представления являются характерной составной частью различных мифов и верований. Более строгим логич. требованиям удовлетворяли космологич. представления античных философов школ Демокрита, Пифагора, Аристотеля (5-4 вв. до н. э.). Влияние Аристотеля на К. сохранялось на протяжении почти двух тысячелетий. Первая математическая модель Вселенной, основанная на всей совокупности данных астрономич. наблюдений, представлена в " Альмагесте" (2 в. н. э.); эта геоцентрическая система мира объясняла все известные в ту эпоху астрономич. явления и господствовала ок.полутора тыс. лет. За это время не было сделано практически никаких астрономич. открытий, но стиль мышления существенно изменился. Предложенная Н. Коперником (16 в.) гелиоцентрическая система мира, несмотря на противодействие христианского догматизма, получала всё более широкое признание, особенно после того как Г. Галилей, применив для астрономич. наблюдений телескоп, впервые (1-я пол. 17 в.) обнаружил факты, к-рые трудно было совместить с геоцент-рич. системой. Ещё до этого Дж. Бруно, в соответствии с учением Коперника, сделал философ, вывод о бесконечности Вселенной и отсутствии в ней к.-л. центра; этот вывод оказал большое влияние на всё последующее развитие К. Основанная на учении Коперника революция в К. явилась исходным пунктом революции в астрономии и естествознании в целом. Закон всемирного тяготения (И. Ньютон, 1685), в самом названии к-рого подчёркнута его космологич. универсальность, дал возможность рассматривать Вселенную как систему масс, взаимодействия и движения к-рых управляются этим единым законом. Однако при применении ньютоновой физики к бесконечной системе масс обнаружились т. н. космологические парадоксы.

Возникновение современной К. связано с созданием релятивистской теории тяготения (А. Эйнштейн, 1916) и зарождением внегалактической астрономии (20-е гг.). На первом этапе развития релятивистской К. главное внимание уделялось геометрии Вселенной (кривизна пространства-времени и возможная замкнутость пространства). Начало второго этапа можно было бы датировать работами А. А. Фридмана (1922-24), в к-рых было показано, что искривлённое пространство не может быть стационарным, что оно должно расширяться или сжиматься; но эти принципиально новые результаты получили признание лишь после открытия закона красного смещения (Э. Хаббл, 1929). На первый план теперь выступили проблемы механики Вселенной и её " возраста" (длительности расширения). Третий этап начинается моделями " горячей" Вселенной (Г. Га-мов, 2-я пол. 40-х гг.). Основное внимание теперь переносится на физику Вселенной - состояние вещества и физич. процессы, идущие на разных стадиях расширения Вселенной, включая наиболее ранние стадии, когда состояние было очень необычным. Наряду с законом тяготения в К. приобретают большое значение законы термодинамики, данные ядерной физики и физики элемен-тарных частиц. Возникает релятивистская астрофизика, к-рая заполняет существовавшую брешь между К. и астрофизикой.

Геометрия и механика Вселенной. В основе теории однородной изотропной Все-ленной лежат два постулата: 1) наилучшим известным описанием гравитационного поля являются уравнения Эйнштейна; из этого следует кривизна пространства-времени и связь кривизны с плотностью массы (энергии). 2) Во Вселенной нет к.-л. выделенных точек (однородность) и выделенных направлений (изотропия), т. е. все точки и все направления равноправны. Последнее утверждение часто называют космологич. постулатом, его можно назвать также обобщённым принципом Дж. Бруно. Если дополнительно предположить, что космологическая постоянная равна нулю, а плотность массы создаётся гл. обр. веществом (фотонами и нейтрино можно пренебречь), то космология, ур-ния приобретают особенно простой вид и возможными оказываются только две модели. В одной из них кривизна пространства отрицательна или, в пределе, равна нулю, пространство бесконечно (открытая модель); в такой модели все расстояния со временем неограниченно возрастают. В др. модели кривизна пространства положительна, пространство конечно (но столь же безгранично, как и в открытой модели); в такой (замкнутой) модели расширение со временем сменяется сжатием. В ходе эволюции кривизна уменьшается при расширении, увеличивается при сжатии, но знак кривизны не меняется, т. е. открытая модель остаётся открытой, замкнутая - замкнутой. Начальные стадии эволюции обеих моделей совершенно одинаковы: должно было существовать особое начальное состояние с бесконечной плотностью массы и бесконечной кривизной пространства и взрывное, замедляющееся со временем расширение.

Характер эволюции схематически показан на рис. 1 (замкнутая модель) и рис. 2 (открытая модель). По оси абсцисс отложено время, причём момент взрывного начала расширения принят за начало отсчёта времени (t = 0). По оси ординат отложен нек-рый масштабный фактор R, в качестве к-рого может быть принято, напр., расстояние между теми или иными двумя далёкими объектами (галактиками). Зависимость R = R (t) изображается на рис. сплошной линией; прерывистая линия - изменение кривизны в ходе эволюции (кривизна пропорциональна 1/R2). Заметим ещё, что относительная скорость изменения расстояний [ris] Н есть не что иное, как постоянная (точнее, параметр) Хаббла. В начальный момент (t -> 0) фактор R -> 0, а параметр Хаббла Н -> 00. Из космологич. ур-ний следует, что при заданном Н равная нулю кривизна может иметь место только ири строго определённой (критической) плотности массы ркр = 3 c2H2/G, где с - скорость света, G - гравитационная постоянная. Если р > ркр пространство замкнуто, при р < = ркр пространство является открытым.

Физика Вселенной. Указанные выше постулаты достаточны для суждений об общем характере эволюции и приводят, в частности, к выводу о чрезвычайно высокой начальной (при малых значениях t) плотности. Однако плотность не даёт исчерпывающей характеристики физич. состояния: нужно знать ещё, напр., темп-ру. Задание тем или иным путём характеристик начального состояния представляет третий постулат (гипотезу) релятивистской К., независимый от первых двух. Начиная с 60- 70-х гг. обычно принимается постулат " горячей" Вселенной (предполагается высокая начальная темп-pa). Приняв этот постулат, можно сделать неск. очень важных выводов. Во-первых, при очень малых значениях t не могли существовать не только молекулы или атомы, но даже и атомные ядра; существовала лишь нек-рая смесь разных элементарных частиц (включая фотоны и нейтрино). На основе физики элементарных частиц можно рассчитать состав такой смеси на разных этапах эволюции. Во-вторых, зная закон расширения, можно указать, когда существовали те или иные условия: плотность вещества изменяется обратно пропорционально R3 или t2, плотность излучения ещё быстрее - обратно пропорционально R4 и т. д. Поскольку расширение вначале к тому же идёт с большой скоростью, очевидно, что высокие плотность и темп-pa могли существовать только очень короткое время. Действительно, если при t = 0 плотность р = оо, то уже при t и 0, 01 сек плотность упадёт до р ~ 1011 г/см3. Во Вселенной в это время существуют фотоны, электроны, позитроны, нейтрино и антинейтрино; нуклонов ещё очень мало. В результате последующих превращений получается смесь лёгких ядер (по-видимому, две трети водорода и одна треть гелия); все остальные химич. элементы формируются из них, причём намного позднее, в результате ядерных реакций в недрах звёзд. Оставшиеся фотоны и нейтрино на очень ранней стадии расширения перестают взаимодействовать с веществом и должны наблюдаться в настоящее время в виде

реликтового излучения, свойства к-рого можно предсказать на основе теории " горячей" Вселенной. В-третьих, хотя расширение вначале идёт очень быстро, процессы превращений элементарных частиц протекают несравненно быстрее, в результате чего устанавливается последовательность состояний термодинамического равновесия. Это чрезвычайно важное обстоятельство, поскольку такое состояние полностью описывается макроскопич. параметрами (определяемыми скоростьюрасширения) и совершенно не зависит от предшествующей истории. Поэтому незнание того, что происходило при плотностях, намного превосходящих ядерную (т. е. за первые 10-4 сек расширения), не мешает делать более или менее достоверные суждения о более поздних состояниях, напр, начиная с t = 10-2 сек, когда состояние вещества является " обычным", известным совр. микрофизике.

Наблюдательная проверка. Выводы релятивистской К. имеют радикальный, революционный характер, и вопрос о степени их достоверности представляет большой общенаучный и мировоззренческий интерес. Наибольшее принципиальное значение имеют выводы о нестационарности (расширении) Вселенной, о высокой удельной энтропии (" горячая" Вселенная) и об искривлённости пространства. Несколько более частный характер имеют проблемы знака кривизны, а также степени однородности и изотропии Вселенной. Вывод о нестационарности надёжно подтверждён: космологич. красное смещение, наблюдаемое вплоть до z ~ 2 и больше, свидетельствует о том, что область Вселенной с линейными размерами порядка неск. млрд. пс расширяется, и это расширение длится по меньшей мере неск. млрд. лет (объекты, находящиеся на расстоянии 1 млрд. пс, мы видим такими, какими они были ок. 3 млрд. лет тому назад). Столь же основательное подтверждение нашла и концепция " горячей" Вселенной: в 1965 было открыто реликтовое радиоизлучение, причём его свойства оказались весьма близкими к предсказанным. Последующее детальное изучение позволило установить, что реликтовое излучение к тому же в высокой мере, с точностью до долей процента, изотропно. Это доказывает, что Вселенная на протяжении более чем 0, 99 своей истории изотропна. Это, естественно, повышает доверие к однородным изотропным моделям, к-рые до этого рассматривались как весьма грубое приближение к действительности.

Наличие же кривизны пространства пока нельзя считать доказанным, хотя оно весьма вероятно, если учитывать подтверждение др. выводов релятивистской К. Кривизна непосредственно никак не может быть измерена. Косвенно она могла бы быть определена, если бы была известна средняя плотность массы или можно было бы определить более точно зависимость красного смещения от расстояния (отклонение от линейной зависимости). Астрономич. наблюдения приводят к значениям усреднённой плотности светящегося вещества ок. 10-31 г/см3. Определить плотность тёмного вещества, а тем более плотность энергии нейтрино гораздо труднее, и неопределённость суммарной плотности из-за этого весьма велика (она может быть, в частности, на два порядка больше усреднённой плотности звёздного вещества). Если принять совр. значение постоянной Хаббла Н = = 1, 7*10-18 сек-1 то Ркр = 6*10-30 г/см3. Таким образом, на основе имеющихся наблюдательных данных (10-31 < р < < 10-29) нельзя сделать никакого выбора между открытой (расширяющейся безгранично) и замкнутой (расширение в далёком будущем сменяется сжатием) моделью. Эта неопределённость никак не сказывается на общем характере прошлого и совр. расширения, но влияет на возраст Вселенной (длительность расширения) - величину и без того достаточно неопределённую. Если бы расширение происходило с постоянной скоростью, то время, истекшее с момента изначального

взрыва, составляло бы [ris] = 6*1017 сек = 18 млрд. лет. Но расширение, как видно из приведённых выше графиков, идёт с замедлением, поэтому время Т, истекшее с момента начала расширения, меньше T0 Так, при р = ркр имеем: T = 2/3T0 = 12 млрд. лет. Для Р > РКР, т. е. для замкнутых моделей, Т ещё меньше. С др. стороны, если космологич. постоянная не равна строго нулю, то существуют и др. возможности, напр, длительная (порядка 10 или более млрд. лет) задержка расширения в прошлом, и Т может составлять десятки миллиардов лет.

Нерешённые проблемы. Релятивистская К. объясняет наблюдаемое совр. состояние Вселенной, она предсказала неизвестные ранее явления. Но развитие К. поставило и ряд новых, крайне трудных проблем, к-рые ещё не решены. Так, для изучения состояния вещества с плотностями, намного порядков выше ядерной плотности, нужна совершенно новая физич. теория (предположительно, некий синтез существующей теории тяготения и квантовой теории). Для исследований же состояния вещества при бесконечной плотности (и бесконечной кривизне пространства - времени) пока нет даже надлежащих мате-матич. средств. Кроме всего прочего, в такой ситуации должна нарушаться непрерывность времени и вопрос о том, что было " до" t = 0, применительно к обычному (метрич.) понятию времени, лишён смысла; необходимо то или иное обобщённое понятие времени. В решении этой группы проблем делаются лишь первые шаги.

По мере развития теории, а также средств и методов наблюдений будет уточняться само понятие космологич. Вселенной. В рамках современной К. довольно естественно считать Метагалактику единственной. Но вопросы топологии пространства - времени разработаны ещё недостаточно для того, чтобы составить представление о всех возможностях, к-рые могут быть реализованы в природе. Это надо иметь в виду, в частности, и в связи с проблемой возраста Вселенной.

Не исключено, что столь же трудно будет объяснить зарядовую асимметрию во Вселенной: в нашем космич. окружении (во всяком случае, в пределах Солнечной системы, а вероятно, и в пределах всей Галактики) имеет место подавляющее количественное преобладание вещества над антивеществом. Между тем, согласно совр. теоретич. представлениям, вещество и антивещество совершенно равноправны. К. пока не даёт достаточно убедительного объяснения такого противоречия.

Пока нет также убедительной теории возникновения звёзд и галактик (пограничная проблема К. и космогонии). Эта проблема по меньшей мере столь же трудна, как и др. фундаментальные проблемы возникновения в совр. науке (возникновения планет, возникновения жизни). Существует и ряд др. нерешённых проблем К.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.