În teoria clasică a științei a existat un univers stare de echilibru, în conformitate cu care universul a fost întotdeauna cam la fel ca și acum. Astronomie a fost statică: studierea mișcării planetelor și cometelor, a descris stelele, creat clasificarea lor. Problema evoluției universului nu este compromisă.
cosmologia newtonian clasică se bazează pe următoarele principii:
- timp și spațiu al universului sunt absolute, ele nu depind de procesul de obiecte materiale;
- spațiu și timp sunt infinit metric;
- spațiu și timp sunt omogene și izotrope;
- Universul este staționar, nu este supus evoluției.
Poate schimba sistemele spațiale specifice, dar nu lumea ca un întreg.
Modelul cosmologic Modern al universului bazat pe teoria relativității generale A. Einstein, conform căruia spațiul și timpul sunt determinate de proprietățile distribuției masei gravitațională în univers.
Cosmologia modernă construiește modele ale universului bazat pe ecuația de bază gravitației, extrasă de Einstein în teoria generală a relativității. Ecuația gravitației a lui Einstein este nu una, ci mai multe soluții, iar acest lucru se datorează prezenței multor modele cosmologice ale universului.
Primul model a fost dezvoltat de Einstein în 1917. Conform acestui model, spațiul cosmic universul este un material omogen și izotrop, în medie, distribuite uniform în ea, atracția gravitațională a maselor compensată printr-o repulsie cosmologice universală. Modelul lui Einstein este un caracter staționar, proprietățile spațiului sunt luate în considerare, indiferent de timp. În timpul existenței universului este infinit, adică, nu are nici început, nici sfârșit, iar spațiul este fără margini, dar, desigur.
Universul în modelul lui Einstein este în staționare, timp infinit și infinit în spațiu, dar are o dimensiune finită. Acest model in timp ce in concordanta cu toate faptele cunoscute. Universul spațiului Einstein este finit: are o dimensiune finită, dar nu are limite. În acest model, volumul spațial al universului este finit, dar nu are limite. Spatiul universului nu este extins la infinit în toate direcțiile, și este închis în sine. Precum și pe suprafața sferei de a face posibilă „în jurul lumii“ excursie: trimiterea în orice semnal de direcție, după un timp, s-ar putea găsi că el este din nou pe partea opusă.
Combinația de infinit, și în același timp, desigur, poate fi ilustrată prin exemplul balonului. Pentru ființa bidimensională, care este probabil să se deplaseze numai pe suprafața sferei, nu are limite, în același timp, dimensiunea suprafeței mingea este finită. Dimensiunile minge poate crește, descrește, puls, în timp ce restul de final.
Acesta este acum considerat un încredere izotrop fapt observațională și univers omogen. Astfel, deviat de la o scară mică (în comparație cu toate observabilă universului) eterogenității, care se manifestă în existența galaxii și clustere. Universul și izotrop Omogene trebuie înțeleasă într-o scară mai mare. Hubble a descoperit că numărul de galaxii crește proporțional cu distanța față de ei, adică, în ciuda neomogenitățile locale din galaxie, spațiul intergalactic cu toate grupurile de stele și galaxii formează aproape de o structură de stat uniformă a universului.
În orice direcție este detectat abateri evidente de uniformitate pe scară largă. Această uniformitate ridicată nu exclude structurată sub formă de clustere de galaxii. Cu alte cuvinte, universul este omogen pe scară largă și în eterogenă mici. Argumentul decisiv în favoarea universului omogen și izotrop este izotropia radiației de fond de microunde a universului fierbinte, observate pe Pământ în acest moment. radiații izotropie indică aceleași condiții în direcții diferite de la noi.
În 1917, astronomul olandez de Sitter a propus o decizie diferită de model yavlyayushuyusya ecuatiilor de gravitatiei. Decizia nu mai este fix, a existat un fel de repulsie cosmologice între masele, căutând să le elimine unul față de celălalt și se dizolvă întregul sistem. Tendința de expansiune devine vizibil doar la distanțe mari.
cosmologia modernă este o vastă dezvoltare rapidă domeniu al cunoașterii,. Baza teoretică a modelelor sale cosmologice au fost matematician sovietic A.Fridmana și baza de observatie
- deschiderea american astronomul Hubble deplasarea spre roșu în spectrul de galaxii.
In 1922, matematicianul și geofizician Friedmann a respins postulatul universului staționar și a dat acceptat la soluția prezent a problemei cosmologice. Friedman a demonstrat că universul este plin de substanță gravitante nu poate fi stabilită, și trebuie să fie extinse sau contractate în mod periodic.
Există mai multe soluții pentru ecuațiile lui Einstein ale gravitatiei, care sunt caracterizate de evoluția universului. O trăsătură comună a acestor soluții este ideea universului izotrop și omogen în timp. Această afirmație se numește postulatul cosmologică.
Solutia A.Fridmana ecuații permite trei posibilități. Dacă densitatea medie a materiei și radiației din univers este egală cu o valoare critică (10 -29 g / cm3), spațiul global este universul euclidiană și în acest caz, se extinde pe termen nelimitat din punct de stare inițială. (Euclidiene Geometrie -... Geometria curbură în planul spațiului în ea este suma zero unghiurilor într-un triunghi este egal cu punctul 180 de grade mai târziu poate deține doar o singură linie dreaptă paralelă cu această linie dreaptă). Un astfel de model al universului numit modelul Einstein - de Sitter. Universul în acest model este deschis și infinit.
În cazul în care densitatea este mai puțin critică, spațiul are o geometrie hiperbolică și universul se extinde, de asemenea, pe termen nelimitat. (Lobachevskian Geometrie -... Pe geometria pseudo curbură a spațiului în ea este suma negativa a unghiurilor triunghiului este punctul de mai puțin de 180 de grade mai târziu poate stoca un număr infinit de linii drepte paralele cu datului). Acest model este denumit uneori ca model al universului Friedman - Lemetera. Universul în acest model este deschis și infinit.
În cazul în care densitatea depășește valoarea critică, atunci spatiul are o geometrie Riemann. (Riemann Geometrie -. Această geometrie pe curbura câmpului a spațiului este suma pozitivă unghiurilor într-un triunghi nu poate fi mai mare de 180 de grade prin punctul de orice linie paralelă cu aceasta ..). Universul în acest model a fost odată un super-dens și ocupă un volum mic. Apoi, ea a început să crească, extinderea la un moment dat să fie înlocuite cu compresie, care va continua până la punctul de starea inițială. Acest Univers se numește pulsația, domeniul său de aplicare sunt limitate. Universul în acest model este închis și finit.
Lemeterom a propus o soluție în care spațiul are o geometrie Riemann. Universul în acest model se extinde pentru totdeauna, dar există o fază de cvasi-statică. Universul în modelul Lemetera este finit și închis.
Astfel, în funcție de curbura spațiilor se disting:
- Modelul deschis al universului în care curbura spațiului este negativ sau zero;
- Modelul închis cu o curbură pozitivă.
Până de curând, se credea că densitatea medie a materiei din univers este mai puțin critic, astfel încât mai probabil Friedman modelul - cu geometrie Lemetera Lobachevskian, adică Universul spațial infinit în expansiune cu o curbură negativă. Recent obținut date, care spatiul are o geometrie euclidiana. Dar, în acest caz, modelul universului devine deschis, se extinde universul pentru totdeauna.
Extinderea universului este considerată a fi stabilită științific fapt. In studiul de galaxii îndepărtate a fost găsit schimbare roșu a liniilor spectrale, care este o consecință a efectului Doppler, cauzate de faptul că galaxiile se îndepărtează de noi. În 1929. Astronom american E.Habbl constatat că toate galaxiile sunt eliminate departe la o viteză proporțională cu distanța până la ele: U = Hr, unde N = 17 4x10 -1 - constanta Hubble, r - distanța până la galaxie.
Astfel, în prezent există o expansiune a universului. Evoluția în continuare a universului depinde de densitatea medie a materiei din univers. În cazul în care densitatea medie este mai mare decât valoarea critică, după 30 de miliarde de euro. Cu ani, expansiunea universului va înceta și va fi înlocuit cu contracția. În relativitatea generală, densitatea critică este determinată de dimensiunea de 10 -29 g / cm3, iar densitatea medie a materiei în universul conceptelor moderne estimate la 3x10 -31 g / cm3, adică în mai mult de 30 de ori mai puțin. Această concluzie este contrară faptului stabilit de geometria euclidiană a universului nostru. Dar determinarea densității materiei în Univers încă nesigure. În universul poate fi prezent tipuri încă nedescoperite de materie (materia întunecată, energie întunecată).
Potrivit oamenilor de știință, observațiile disponibile pentru doar 7% din materialul disponibil în univers. Aproximativ 16% din materialul - o specie de materie a cărei existență este autentic dovedită, dar acestea nu au fost încă investigate. Poate că este masa neutrinului sau necunoscute la particule de știință sau galaxii. Restul - o chestiune „întunecată“ și energia „întunecată“, încă necunoscute științei. Conform unor date de energie „întunecată“ poate fi de până la 70% din materia.
Structura geometrică Densitatea și universul viitor legat. Prin urmare, pentru a trage concluzii cu privire la finitudinii sau infinitatea universului este prematură.