Читать учебное пособие по биологии: "Темная материя и темная энергия во Вселенной лекция Рубаков" Страница 1


назад (Назад)скачать (Cкачать работу)

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Темная материя и темная энергия во Вселенной

Лекция

Валерий Анатольевич Рубаков

Институт ядерных исследований РАН, Москва, Россия

1. Введение

2. Расширяющаяся Вселенная

3. Вселенная в прошлом

4. Баланс энергий в современной Вселенной

5. Темная материя

6. Темная энергия

7. Заключение

1. Введение

Естествознание сейчас находится в начале нового, необычайно интересного этапа своего развития. Он замечателен прежде всего тем, что наука о микромире — физика элементарных частиц — и наука о Вселенной — космология — становятся единой наукой о фундаментальных свойствах окружающего нас мира. Различными методами они отвечают на одни и те же вопросы: какой материей наполнена Вселенная сегодня? Какова была её эволюция в прошлом? Какие процессы, происходившие между элементарными частицами в ранней Вселенной, привели в конечном итоге к её современному состоянию? Если сравнительно недавно обсуждение такого рода вопросов останавливалось на уровне гипотез, то сегодня имеются многочисленные экспериментальные и наблюдательные данные, позволяющие получать количественные (!) ответы на эти вопросы. Это — еще одна особенность нынешнего этапа: космология за последние 10–15 лет стала точной наукой. Уже сегодня данные наблюдательной космологии имеют высокую точность; еще больше информации о современной и ранней Вселенной будет получено в ближайшие годы.

Полученные в последнее время космологические данные требуют кардинального дополнения современных представлений о структуре материи и о фундаментальных взаимодействиях элементарных частиц. Сегодня мы знаем всё или почти всё о тех «кирпичиках», их которых состоит обычное вещество — атомы, атомные ядра, входящие в состав ядер протоны и нейтроны, — и о том, как взаимодействуют между собой эти «кирпичики» на расстояниях вплоть до 1/1000 размера атомного ядра (рис. 1). Это знание получено в результате многолетних экспериментальных исследований, в основном на ускорителях, и теоретического осмысления этих экспериментов. Космологические же данные свидетельствуют о существовании новых типов частиц, ещё не открытых в земных условиях и составляющих «темную материю» во Вселенной. Скорее всего, речь идет о целом пласте новых явлений в физике микромира, и вполне возможно, что этот пласт явлений будет открыт в земных лабораториях в недалеком будущем.

Рис. 1.Известныеэлементарныечастицы. Протоныи нейтроны,образующиеатомные ядра,сами состоятиз кварков,которые сегоднясчитаютсяэлементарными.В природесуществуюттакже электроныи их болеетяжелыекороткоживущиеаналоги —мюоны (μ)и тау-лептоны(τ).Кроме этого,в природеимеются нейтринотрех типов,vе,vμи vτ.Нейтрино неимеют электрическогозаряда ичрезвычайнослабо взаимодействуютс веществом:в качествеиллюстрации,они пронизываютЗемлю илиСолнце практическисвободно.На рисункене показаныфотоны и другиечастицы,ответственныеза взаимодействия, —глюоны, W±-и Z-бозоны.

Еще более удивительным результатом наблюдательной космологии стало указание на существование совершенно новой формы материи — «темной энергии».

Каковы свойства темной материи и темной энергии?



Интересная статья: Быстрое написание курсовой работы