Все о датчиках температуры.
Первый универсальный русскоязычный портал

Символ нового года

Температура вселенной

12.08.2009 | Интересные факты о температуре | Количество просмотров: 20075 | Комментарии (5)

температура вселенной

Вселенная по представлению простых людей, населяющих землю, это окружающее Землю звездное небо с миллионами звезд, планет, галактик. Она загадочна, она даже можно сказать, не познаваема, но она существует и поэтому имеет свою температуру. Какова же средняя температура в космосе? Согласно широко распространённой модели, Вселенная образовалась 15 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва и продолжает расширяться до сих пор.

Важнейшей характеристикой эволюции вселенной является ее температура. По теоретическим расчетам, в течение первых 10-36 с, когда температура Вселенной была больше 1028 К, энергия в единице объема оставалась постоянной, Вселенная расширялась со скоростью, значительно превышающей скорость света. Этот факт не противоречит теории относительности, так как с такой скоростью расширялось не вещество, но само пространство. Эта стадия эволюции называется инфляционной. Из современных теорий квантовой физики следует, что в это время сильное ядерное взаимодействие отделилось от электромагнитного и слабого. Выделившаяся в результате подобного нарушения симметрии энергия и явилась причиной катастрофического расширения Вселенной, которая за крошечный промежуток времени в 10-33 с увеличилась от размеров атома до размеров Солнечной системы. В это же время появились привычные нам элементарные частицы и чуть меньшее из-за спонтанного нарушения симметрии количество античастиц.

Вещество и излучение все еще находилось в термодинамическом равновесии, а «горячие» фотоны полностью определяли характер излучения Вселенной. Эта эпоха называется радиационной стадией эволюции.

При температуре 5•1012 К закончилась стадия рекомбинации: почти все протоны и нейтроны аннигилировали, превратившись в фотоны; остались только те, для которых не хватило античастиц. Как показали наблюдения, на один барион приходится почти миллиард фотонов – продуктов аннигиляции. Значит, первоначальный избыток частиц по сравнению с античастицами составляет одну миллиардную от их числа. Именно из этого «избыточного» вещества и состоит в основном вещество наблюдаемой Вселенной.

Спустя несколько секунд после Большого Взрыва в горячей и плотной Вселенной началась стадия первичного нуклеосинтеза, продолжавшаяся около трех минут. В результате термоядерных реакций образовывались ядра тяжелого водорода и гелия. Затем началось спокойное расширение и остывание Вселенной. Предсказанные количества водорода (75%) и гелия (25%) по теории первичного нуклеосинтеза подтверждаются распространенностью легких элементов в космосе в настоящее время.

Примерно через миллион лет после взрыва равновесие между веществом и излучением нарушилось, из свободных протонов и электронов начали образовываться атомы, а излучение стало проходить через вещество, как через прозрачную среду. Именно это излучение назвали реликтовым, его температура была около 3000 К. Гипотезу о существовании такого излучения высказал Георгий Гамов. Реликтовое фоновое излучение открыли в 1964 году американские ученые Арно Пензиас и Роберт Вильсон. Оно оказалось в высокой степени изотропным, одинаковым по всем направлениям и своим существованием подтверждает модель горячей расширяющейся Вселенной. При расширении Вселенная остывает, поэтому длина волны реликтовых фотонов должна возрастать: в настоящее время регистрируется фон с температурой 2,725 К, что соответствует миллиметровому диапазону. Самым точным измерением температуры реликтового фона на данный момент считается 2.725 +/- 0.001 Кельвина (Mather с соавт. 1999, ApJ, 512, 511). Довольно точный результат. Неужели когда-то наша вселенная остынет окончательно?

Похожие по тематике статьи на сайте:

Самое холодное место Солнечной системы - Луна

Температура над Землей

Почему небо голубое?

Температура внутри Земли

Британские плюшевые мишки сообщили из космоса о температуре

Почему звездное небо черное? (фотометрический парадокс)


Другие статьи раздела

Все статьи раздела "Интересные факты о температуре"

Комментарии:

А.Магунов, | НИИПМТ

Заметка представляется поверхностной, не соответствующей уровню специализированного портала. Подробный комментарий помещен на форуме, в разделе "Радиационные термометры".

Моисеева, | ВНИИМ

Александр Николаевич, спасибо за комментарий. Признаю, что заметка очень короткая и поверхностная. Поэтому она и помещена в раздел «интересные факты». В этом разделе все заметки очень короткие и написаны для того, чтобы привлечь внимание посетителей к какому-то интересному факту. Обычно мы даем также и ссылку на сайт, из которого получена информация. Это касается не только температуры вселенной, а и температуры солнца, земли, насекомых и т.д. Ни одна из заметок полностью проблему не раскрывает. Возможно, в дальнейшем на сайте появятся большие разделы по поднятым проблемам. Очень надеюсь на сотрудничество со специалистами в этих областях. По поводу заметки. Мы ставим вопрос о средней температуре вселенной, как огромного объекта, появившегося 15 млрд. лет назад в результате большого взрыва и с тех пор непрерывно расширяющегося. В данном случае за температуру принимается именно температура «фона», т.е. температура реликтового излучения, существование которого и доказывает теорию большого взрыва. Уверена, что не все посетители портала знакомы с моделью расширяющейся вселенной. Возможно, кто-то заинтересуется этим фактом, и тогда, на приведенном в конце статьи сайте он сможет получить более полную информацию.

Александр, | Ритм-Фонд

Большого взрыва не было (и не могло быть)! Кроме материальной массы есть и нематериальная, пример - шаровая молния. Вы не можете измерить абсолютную температуру, так как все приборы созданы относительно свойств оптики, ощущений, присущих человеку. Кошка имела бы иную аппаратуру. Подробнее - на сайте http://lit.lib.ru/editors/h/hatybow_a_m/

Василий Знаменский,

Я не могу понять - Когда говорят о температуре вселенной, то это температура чего? Это средняя температура всего обычного вещества, из которого сделаны звезды, планеты, космическая пыль и межзвездный газ? Но вроде бы оснавная масса вещества в звездах, а они - горячие. Горячим является и межзвездный газ... Так что во вселенной имеет температуру 3 келвина, когда говорят об температуре вселенной?

Василий Знаменский, | https://www.facebook.com/groups/900321603377111/

Скорее всего понятие "Температура вселенной" это неправильное понятие, неправильно составленное из научных терминов. "Жизнь" научных терминов должна быть такова, что при использовании терминов классической физики в других областях науки, смысл термина не менялся бы при следовании элементарной логике. Сочетание "Температура вселенной" логически означает температуру того, из чего состоит вселенная, а поскольку вселенная состоит из объектов с разной температурой, то этот термин должен быть понят как "средняя температура вещества из которого состоит вселенная". Но на самом деле есть так называемое реликтовое излучение, которое соответствует излучению от черного тела с определённой, очень низкой температурой. Почему-то астрофизики назвали эту температуру "температурой вселенной". Судьба этого термина, в конце концов, будет такая же, как судьба термина "сила инерции".

Добавить комментарий: