18. Как связаны общая теория относительности и модель расширяющейся Вселенной?Какие наблюдения подтвердили модель Большого взрыва?

Л. Эйнштейн (1878- 1955) на основе теории относительности предложил модель Вселенной, представляющую собой замкнутое трёхмерное пространство, конечное по объёму и неизменное во времени. В 1922 г. российский математик А. А. Фридман (1888—1925), исходя из постулата об однородности Вселенной, на основе уравнений общей теории относительности получил интересный вывод; искривлённое пространство не может быть стационарным, оно должно или расширяться, или сжиматься. Этот принципиально новый результат нашёлсвое подтверждение в 1929 г., после обнаружения американским астрономом Э. Хабблом красного смещения спектральных линий в излучениях окружающих нас галактик. Красное смещение объясняется на основе эффекта Доплера, который гласит, что при удалении от нас какого-либо источника колебаний, воспринимаемая нами частота колебаний уменьшается, а длина волны увеличивается. В 1964 году американские астрофизики Л. Пензиас и Р. Вильсон экспериментально обнаружили фоновое электромагнитное излучение (реликтовое), одинаковое по всем направлениям и не зависящее от времени суток. Это излучение эквивалентно излучению абсолютно черного тела с температурой около 3 К. Оно наблюдается на волнах длиной от нескольких миллиметров до десятков сантиметров. Происхождение реликтового излучения связывают с эволюцией Вселенной, которая в прошлом имела очень высокую температуру и плотность.

19. Звёзды

Звезды — это газовые шары, которые светят собственным светом (в отличие от планет). Отдельные группы звезд созвездия— выделяли еще в древности, в их названиях отражены образ мыслей, предания, легенды и жизнь разных народов. Сейчас на звездном небе выделено 88 созвездий с четко обозначенными границами Созвездия служат фоном, на котором изучаются и описываются положения перемещающихся по небу тел. Созвездия, по которым проходит годовой путь Солнца, относят к поясу Зодиака В древности в него входили 12 созвездий, отсюда деление года на 12 месяцев, так как Солнце проходит участок каждого из них за месяц, т.е. по 30 градусов дуги. Сейчас путь Солнца проходит через 13 созвездий (стало «заходить» в созвездие Змееносца).

В оценке размеров звезд исходят из массы Солнца. Сверхгиганты имеют массу равную 60 массам Солнца, а размеры превышают размеры Солнца в десятки и сотни раз. Звезды-карлики значительно уступают по своим размерам Солнцу. Некоторые из них меньше Земли и ее спутника Луны. Вещество их отличается чрезвычайно высокой плотностью. Еще большей плотностью обладают нейтронные звезды. Их диаметр всего 20—30 км. а средняя плотность вещества более 100 млн т/см⁵. НЕЙТРОННЫЕ ЗВЕЗДЫ, БЫСТРО ВРАЩАЯСЬ, ИЗЛУЧАЮТ ИМПУЛЬСЫ, ПОЭТОМУ И НАЗЫВАЮТСЯ пульсарами. Если масса ядра звезды превышает две массы Солнца, то его сжатие силами гравитации происходит неудержимо. В результате возникает черная дыра — массивный объект, из которого не могут вылетать частицы или фотоны. О его существовании можно судить лишь по сильному гравитационному притяжению.

Звездные спектры содержат большое число линий поглощения, что говорит о наличии в звездах различных химических элементов. Как показывает спектральный анализ, в наружных слоях звезд преобладает водород, на втором месте — гелий. Так, на каждые 10 тысяч атомов водорода приходится тысяча атомов гелия, примерно 10 атомов кислорода, немного меньше углерода и азота и всего один атом железа.

Источник светимости звезды — термоядерные реакции преобразования водорода в гелий, протекающие при высоких температурах. В результате этих реакций образуется достаточно устойчивое гелиевое ядро. Происходящие в нем процессы поддерживают устойчивое состояние звезды. По характеру свечения выделяют: переменные звезды, которые меняют свой блеск и спектр излучения, красные гиганты. В результате распада красных гигантов формируются желтые и белые карлики. Звезды характеризуются различными поверхностными температурами: «холодные» звезды с температурой 3—4 тыс. градусов — красного цвета; Солнце с температурой поверхности до 6 тыс. градусов имеет желтоватый цвет. Самые горячие звезды— с температурой выше 12 тыс. градусов имеют белый и голубоватый цвет.

Продолжительность жизни звезд различна: от нескольких миллионов до миллиардов

лет.

В галактических системах выделяют такие объекты как протозвезды.которые имеют низкую температуру и состоят из слабо светящегося газа. Протозвезда — начальное состояние в рождении звезды, образующееся в результате конденсации космического вещества, вызванной действием гравитационных и магнитных сил.

Продолжительность жизни Солнца определяется превращением водорода в гелий в его недрах. Расчеты показали, что атомного горючего должно хватить еще на 5 млрд лет. Когда запасы водорода снизятся, гелиевое ядро будет сжиматься, а внешние слои, наоборот, расширяться, иСолнце превратится сначала в «красного гиганта», а затем в «белого карлика», пройдя обычный путь эволюции звезды.