Принципы теоретической космологии.

Формулировка Альбертом Эйнштейном двух важнейших парадигм теоретической физики – общего принципа относительности и геометризации взаимодействия – стала важнейшим событием науки ХХ столетия. Вместе с основными идеями квантовой теории концепции эйнштейновской теории тяготения создали качественно новую ситуацию в физике и естествознании в целом, обеспечив возможность исследования природы на гораздо более глубоком уровне осмысления. Однако наряду с эпистемологическим значением, теория тяготения Эйнштейна имеет и конкретные физические приложения, она позволяет проводить количественный теоретический анализ релятивистских астрофизических объектов: нейтронных и кварковых звезд, черных дыр, сверхмассивных ядер галактик и др. Наиболее же важным является тот факт, что в рамках ОТО становится возможным описание эволюции Вселенной в целом. Существенно при этом, что приближенные теоретические модели массивных астрофизических объектов, разве что за исключением черных дыр, в принципе могут быть, хотя и грубо, построены на основе ньютоновской теории тяготения, однако только в рамках теории Эйнштейна возможно исследование эволюции Вселенной в целом. Этот вывод обусловлен тем, что теория Ньютона оперирует силами, действующими между телами, которые движутся в стационарном пространстве с неизменными во времени свойствами. Вселенная же является существенно нестационарным объектом. С точки зрения теории Эйнштейна нестационарность пространства-времени является одним из проявлений искривленности 4-мерного многообразия, таким образом, данной теоретической концепции имманентно присуща способность описания нестационарной эволюции пространства. Эта особенность теории Эйнштейна и обеспечивает ее использование в качестве рабочего инструмента теоретической космологии. Вместе с тем, адекватное описание Вселенной на разных стадиях ее эволюции возможно лишь при синтезе теории тяготения Эйнштейна с квантовополевой теорией элементарных частиц.

3.1.Синтез теории тяготения Эйнштейна и микрофизики.

Опишем, как синтезируются теория Эйнштейна с теорией элементарных частиц. Предположим, что мы описываем частицы в рамках Стандартной Модели (СМ), тогда элементами теории являются кварки, лептоны и поля, переносящие электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия, а также вакуумные подсистемы: хиггсовский конденсат (ХК) и кварк-глюонный конденсат (КГК). Напомним, что природа физического вакуума и частиц подробно обсуждалась в первой части книги в Разделах 2-4.

Первое обстоятельство, которое необходимо учесть – все объекты СМ находятся в самосогласованном гравитационном поле. Под самосогласованием имеется в виду, что гравитация создается квантовыми полями СМ, а динамика квантовых полей в пространстве-времени в свою очередь в принципе учитывает и гравитационное взаимодействие. Полное описание этой физической ситуации, конечно, возможно только тогда, когда гравитационное поле тоже рассматривается с последовательно квантовых позиций. В общем случае, конечно, необходимо иметь в виду, что геометрические объекты – метрика, связность и кривизна – подвержены квантовым флуктуациям так же, как и характеристики кварков, лептонов и силовых полей. Природа этих квантовых флуктуаций, их происхождение предопределены соотношением неопределенности. Имеется, однако, и существенное обстоятельство, которое в значительной мере облегчило исследования физического содержания теории гравитации и ее приложения к реальным астрофизическим и космологическим проблемам. Дело в том, что практически во всех участках ныне существующей Вселенной и почти на всех этапах ее эволюции, за исключением непосредственной окрестности Большого Взрыва, квантовыми флуктуациями метрики, связности и кривизны можно пренебречь. Впрочем, с одной оговоркой – дело в том, что квантовая природа гравитационного поля автоматически обеспечивает существование гравитационных волн и их квантов – гравитонов, безмассовых частиц со спином 2. В окрестности Большого Взрыва гравитоны присутствовали во Вселенной на равных правах со всеми остальными частицами. Поэтому при использовании теории Эйнштейна в задачах космологии мы, вообще говоря, наряду с кварками, лептонами и квантами силовых полей, соответствующих электромагнитным, слабым и сильным взаимодействиям, должны учитывать и гравитонную компоненту космологической среды. К сожалению, взаимодействие гравитонов с другими частицами настолько слабое, что зарегистрировать присутствие этой компоненты известными и доступными для нас экспериментальными методами не удается (кстати, это же относится и к проблеме регистрации космологических нейтрино). Тем не менее, при теоретическом анализе необходимо в принципе учитывать и гравитоны.

Вернемся к проблеме самосогласованного описания геометрии искривленного мира и элементарных частиц. После выделения гравитационно-волновой компоненты (гравитонного газа) из метрики, связности и кривизны, последние можно рассматривать как чисто классические физические величины, эволюционирующие по детерминистическим законам (все квантовые эффекты учитываются в существовании гравитонного газа). Эволюция усредненных классических геометрических величин теперь определяется не детальными свойствами частиц и вакуума, а некоторыми усредненными их характеристиками. Под усреднением в данном случае понимается усреднение по квантовым флуктуациям. Иными словами, закон эволюции усредненной геометрии определяется усредненным тензором энергии-импульса плазмы элементарных частиц. Такой подход оказывается достаточно точным для описания макроскопических свойств Вселенной, он не применим только в самой малой окрестности Большого Взрыва, где необходим принципиально иной подход, разрабатываемый в квантовой геометродинамике. Подробно мы обсудим эти эффекты ниже в Разделах 2 и 3 третьей части книги. Пока же все обсуждение физической космологии будем проводить в рамках усредненной модели, которую принято называть квазиклассической или полуквантовой. Это название отражает тот факт, что до усреднения тензора энергии-импульса элементарных частиц – источников гравитационного поля – необходимо изучить динамику элементарных частиц с позиций последовательной квантовой теории. Результаты этого исследования позволят прогнозировать свойства космологической плазмы – системы громадного количества элементарных частиц, заполняющих всю Вселенную. Проведение в жизнь этой программы означает, что усредненные по квантовым флуктуациям уравнения Эйнштейна дополняются системой уравнений, описывающих свойства вакуума и частиц, и проводится их совместный анализ.

Кроме усреднения по квантовым флуктуациям при построении конкретных космологических моделей иногда используется и усреднение по термодинамическим флуктуациям. Между этими двумя типами усреднения существует принципиальное различие. Первый тип усреднения связан с тем, что для квантовых систем полной информации, позволяющей описывать эти системы в духе традиций классической детерминистической физики, просто не существует. Причину этого большинство физиков-теоретиков, к числу которых принадлежат и авторы этой книги, видят в существовании принципиально неустранимых взаимосвязей между квантовыми объектами и остальным макроскопическим миром, взаимосвязей, которые лишают квантовые микрообъекты собственных классических динамических характеристик. Иными словами, квантовые флуктуации возникают просто потому, что микрообъекты не существуют сами по себе, а только в целостной системе. Имеется, однако, еще один тип флуктуаций, который возникает потому, что часть динамической информации о системе (неважно, классической или квантовой) теряется в силу многочисленных процессов взаимодействий между самими микрообъектами. Разумеется, такая потеря информации может как происходить, так и не происходить. Все зависит от условий существования этих объектов. Опыт исследования макроскопических систем, сформулированный в терминах так называемой эргодической гипотезы, говорит о том, что потеря информации происходит тогда, когда за характерное время изменения макроскопических условий микрочастицы успевают много раз провзаимодействовать друг с другом. В результате этих взаимодействий далекая история эволюции микрообъектов становится вроде бы и не важна. Принимая эргодическую гипотезу, можно перейти от точного микроскопического описания, в котором используется усреднение только по квантовым флуктуациям, к статистическому описанию, в рамках которого часть информации о далекой истории системы микрообъектов выбрасывается или учитывается приближенно через значения макроскопических физических величин типа температуры, давления, плотности частиц и пр. Полностью информация об истории системы микрообъектов теряется к моменту достижения этой системой состояния термодинамического равновесия. Поэтому термодинамическое усреднение, как правило, проводится в том случае, когда в рассматриваемой подсистеме микрообъектов происходят процессы релаксации к термодинамическому равновесному состоянию, в ходе которого часть динамической информации теряется. Но ответ на вопрос – можно ли это делать? – зависит от характера взаимодействий в системе. Так, в частности, для гравитонов термодинамическое усреднение проводить нельзя, их взаимодействие с остальными частицами и друг с другом очень слабое, и за все время существования Вселенной гравитоны не испытывают достаточное число соударений, чтобы исказить свое первоначальное распределение по пространству, возникшее в окрестности Большого Взрыва. Именно неравновесный гравитонный спектр и является источником информации непосредственно о Большом Взрыве, но для получения этой информации надо разработать технику регистрации гравитонов. Возможно существование и других подсистем, которые не находятся в равновесии друг с другом и внутри себя. О некоторых из них мы поговорим позже.

Перейдем теперь к космологическим решениям уравнений Эйнштейна. Нужно отметить, что основные решения, на которых базируется современная космология, были найдены теоретически. Занимались их поиском Эйнштейн, Фридман, де Ситтер, Робертсон и Уокер и др. Теоретические поиски были основаны, прежде всего, на критерии простоты, отбирались наиболее простые в математическом отношении решения, описывающие Вселенную в целом. Сегодня мы оцениваем теоретические модели с точки зрения экспериментальных данных, сейчас возможности астрономических наблюдений таковы, что наблюдательные данные могут зафиксировать адекватную модель. Отдавая должное основателям теоретической космологии, опишем вначале результаты наблюдательной космологии. Объектами исследования являются галактики и их скопления, распределенные в той части Вселенной, которая доступна наблюдению.

Прежде всего, необходимо обратить внимание на три принципиальных факта, предопределяющих облик современной космологии:

1) на масштабах, заметно превышающих среднее расстояние между скоплениями галактик, распределение галактик по небу является изотропным, т.е. не зависит от направления луча зрения; 2) нет также и никаких наблюдательных указаний на то, что это распределение неоднородно – вдоль каждого луча зрения скопления галактик находятся на примерно одинаковых расстояниях друг от друга; 3) Вселенная нестационарна; все галактики удаляются друг от друга, причем скорость V удаления далекой галактики от нашей пропорциональна расстоянию R до этой галактики: V= Н×R, где Н – так называемая постоянная Хаббла (названа по имени астронома, открывшего эффект разбегания галактик).

Первые два факта позволяют предположить, что распределение вещества везде во Вселенной в среднем (!) однородно и изотропно (заметим, что здесь мы говорим уже о третьем типе усреднения – по пространственным масштабам). Третий наблюдательный факт имеет далеко идущие последствия для научного мировоззрения. Формально, с точки зрения земного наблюдателя, ситуация выглядит так, как будто бы все галактики и их скопления разбегаются от некоторого центра, находящегося на Земле. Наверное, если бы вдруг такой факт был бы известен до Коперника, то человек того времени решил бы, что он находится в центре мира. Сегодня мы уже давно ушли от гео-, гелио- и даже галактикоцентризма. Понятно, что наша Галактика ничем не лучше и не хуже миллионов других видимых галактик. Поэтому естественно сделать вывод, что аналогичная картина разбегания галактик по закону Хаббла будет одинакова для любых наблюдателей в любых галактиках. Это означает, что в действительности имеет место не расширение вещества, а расширение самого пространства. Движение вещества лишь сопутствует расширению пространства. С точки зрения теории Эйнштейна расширяющееся 3-мерное пространство есть один из вариантов искривленного 4-мерного пространства-времени. В данном случае искривленность 4-мерного многообразия проявляется как нестационарность 3-мерного многообразия.

Имеется очень простая модель однородного изотропного 2-мерного пространства, которое к тому же и нестационарно. Каждый из нас в детстве неоднократно имел дело с такой моделью. Речь идет об обычном резиновом надувном шарике. Для простоты будем считать его поверхность сферой (пренебрежем его эллиптичностью). Поверхность шарика двумерна, и, как нетрудно заметить, это 2-мерное пространство однородно и изотропно. Его свойства одинаковы в различных точках этой сферы, из любой точки сферы видно, что ее свойства одинаковы вдоль любых направлений. Для определения расстояний на сфере можно выбрать любые точки, соединить их дугой, а длину дуги и считать расстоянием между точками. Каждый из нас видел такие шарики и развлекался в детстве, надувая их. При этом, конечно, поверхность шарика растягивалась, оставаясь при этом однородной и изотропной, а расстояние между двумя выделенными точками увеличивалось. Если бы на эти точки мы приклеили по маленькой горошине (модель материального тела – галактики!), то увидели бы, как горошины-«галактики» в процессе надувания шарика удаляются друг от друга, оставаясь в покое относительно его поверхности. Этот эксперимент многократно воспроизводился нами (локально воспроизводимый эксперимент!) и наглядно демонстрировал, каким образом расширение самого пространства приводит к кажущимся перемещениям тел. Будучи 3-мерными существами, мы можем представить себе динамику 2-мерного пространства, динамика же 3-мерного пространства уже наглядно не представима. Однако вовсе не обязательно видеть ее со стороны, само существование нестационарного пространства можно установить, наблюдая нестационарность геометрических фигур, построенных из элементов этого пространства. В примере с 2-мерием элементами таких фигур есть одномерные дуги, соединяющие горошины, для реального же пространства Вселенной – это линии, соединяющие галактики.

Конечно, реальные галактики не находятся в состоянии покоя относительно расширяющегося пространства, они имеют и собственное движение, называемое астрономами пекулярным. Закон Хаббла относится к движению, вызванному расширением самого пространства, а пекулярные движения накладываются на него, как некоторые флуктуации. Астрономы в принципе научились отделять пекулярные движения от эффекта расширения самого пространства. Наконец, для полноты картины, укажем еще один важнейший факт наблюдательной космологии – существование реликтового излучения. Оказывается, вся Вселенная заполнена фотонным газом, распределение которого во Вселенной в высокой степени однородно и изотропно. Этот факт явно свидетельствует о том, что Вселенной органично присущи свойства однородности и изотропности; а наблюдаемые неоднородности в виде галактик и их скоплений имеют статус вторичных эволюционных эффектов.

Одних только перечисленных экспериментальных данных достаточно, чтобы сделать экстраполяцию назад во времени. Очевидно, что на более ранних этапах существования Вселенной галактики находились ближе друг к другу, а фотонный газ был более сжат. Более сжатому состоянию фотонного газа соответствует и более высокая температура. Сегодня температура фотонного газа, согласно наблюдениям, составляет 3 градуса по шкале Кельвина, раньше она, конечно, была намного выше. Экстраполяцию назад во времени нетрудно сделать до того момента, когда расстояния между скоплениями галактик будут порядка их размеров. Ясно, что для более ранних эпох мы уже не можем говорить о крупномасштабной структуре Вселенной в виде галактик и их скоплений. В сильно сжатом космологическом веществе эти структуры существовать не могут. Отсюда следует, что крупномасштабная структура Вселенной – это результат некоего эволюционного процесса. На ранних стадиях, когда этой структуры еще не было, вся Вселенная была заполнена космологической плазмой, однородность и изотропия которой была такой же, как и у наблюдающегося сегодня реликтового излучения.

3.2.Изотропные космологические модели. Проблема фиксации топологии.

Для эпох эволюции Вселенной, когда степень ее однородности и изотропности была высока, можно построить достаточно точные космологические модели, описывающие Мир в целом. Ясно, что в этих моделях разумно предполагать однородность и изотропию 3-мерного нестационарного пространства. Если при этом также предполагать и термодинамическое равновесие космологической плазмы, то ее свойства можно задать просто уравнением состояния: давление плазмы p является функцией ее плотности энергии e, p = f(e). Наши знания о плазме элементарных частиц свидетельствуют о том, что, за исключением ряда выделенных эпох, называемых релятивистскими фазовыми переходами, связь между давлением и плотностью энергии достаточно проста и приближенно задается уравнением , где 0<n<1. Для моделей такого типа легко найти решение уравнений Эйнштейна. Соответствующие космологические модели называются моделями Фридмана-Робертсона-Уокера.

Даже в рамках простой изотропной космологии сразу же возникает проблема, которая до сих пор не имеет окончательного решения. Проблема эта родилась на кончике пера, а суть ее в том, что недостаточно задать 3-мерную геометрию как однородную и изотропную. Кроме этого нужно задать еще и топологические свойства 3-мерного пространства. Самая простая топология – евклидова. Этому соответствует модель Вселенной, в которой 3-мерное пространство в каждый момент времени обладает свойствами обычного евклидова пространства, изучаемого нами еще в школе. От теории Эйнштейна в эту модель добавляется только учет нестационарности пространства. На уровне 2-мерной модели этому соответствует плоскость, изотропно растягиваемая по всем направлениям. Еще один вариант топологии – это замкнутое 2-мерное пространство, мы его обсуждали на примере раздувающегося шарика. Отметим принципиальное различие между этими двумя моделями – площадь поверхности шарика конечна, а площадь плоскости бесконечна. Аналогично и для Вселенной в целом – оказывается, что существует модель закрытой однородной и изотропной Вселенной, объем которой конечен, и есть модель плоской Вселенной, имеющей бесконечный объем. Заметим, что модели закрытой Вселенной соответствует 3-мерная геометрия Римана. Любые 2 параллельные линии в этой геометрии обязательно пересекаются. В 2-мерном варианте модели (например, на поверхности шарика) все меридианы пересекаются на южном и северном полюсах. Есть и еще один тип топологии – геометрия Лобачевского. Ее 2-мерным аналогом является выпукло-вогнутая 2-мерная поверхность, седловина. Этой геометрии соответствует 3-мерная Вселенная, называемая открытой, объем которой, как и объем евклидовой Вселенной, бесконечен.

Возникает естественный вопрос: в какой же Вселенной мы живем – открытой, закрытой или евклидовой? В принципе на этот вопрос можно ответить, сравнивая экспериментальные данные по расширению Вселенной и данные по количеству вещества в ней. В рамках теории Эйнштейна по некоторым причинам, о которых мы скажем ниже, этого до сих пор не удалось сделать, так что вопрос открыт. В этой ситуации приходится обратиться к теоретическим соображениям. Первое из них апеллирует к так называемому здравому смыслу. Зададим два вопроса: 1) может ли в бесконечном пространстве распределение вещества и излучения быть строго однородным и изотропным? и 2) из каких предпосылок следует исходить при поисках ответа на первый вопрос? Одна из возможных предпосылок состоит в принятии постулата о существовании некоторого начального состояния Вселенной и в отказе от выяснения ее предшествующей истории. Фактически, это предположение о том, что наука оперирует с временной шкалой, имеющей начало, и вопрос о том, что было до начала, объявляется не имеющим физического смысла. Тем самым, в науку вводится элемент веры, а поверить всегда психологически легче в нечто простое. С этой точки зрения однородное и изотропное состояние бесконечного пространства, разумеется, выделено. И все другие состояния кажутся сомнительными. К прямо противоположному выводу мы приходим, пытаясь указать конкретные физические причины возникновения однородного и изотропного состояния. Это – вторая из возможных предпосылок, которая, кстати, возникает как следствие экстраполяции нашего опыта локальных исследований. Этот опыт говорит о том, что однородное и изотропное состояние возникает в пространственно ограниченной физической системе, в которой, во-первых, между всеми элементами установлены причинно-следственные отношения, а, во-вторых, протекают, так называемые, релаксационные процессы, выравнивающие параметры подсистем, входящих в систему. В рамках этой предпосылки следует признать, что на основе имеющихся знаний на первый вопрос можно дать лишь отрицательный ответ. Если не верить в акт творения изначально однородной и изотропной Вселенной, то остается предположить, что однородность и изотропия вещества во Вселенной может возникнуть только в результате определенных физических процессов, выравнивающих в пространстве значения физических величин, характеризующих состояние материи. Но такое выравнивание происходит только вследствие взаимодействий, а они распространяются с конечной скоростью. Поэтому никакие физические взаимодействия не смогут обеспечить однородность и изотропность всего бесконечного пространства. Если мы все же хотим использовать такую модель, то придется призвать на помощь сверхъестественные силы (то есть, как указано выше, обратиться к элементам веры), так как естественных причин установления однородности и изотропии в бесконечном пространстве мы не знаем. С учетом этого обстоятельства сегодня мы вынуждены предполагать, что Вселенная либо замкнута, и тогда на очень ранних стадиях эволюции в принципе могли быть процессы, обеспечившие ее однородность и изотропию, либо, если Вселенная бесконечна, однородности и изотропности на самом деле нет, а видим мы их лишь на своем участке Вселенной. Другие же участки, где распределения вещества и излучения отличны от наблюдаемых в нашей части Вселенной, нам пока просто недоступны для изучения.

Для однородной и изотропной Вселенной левая часть уравнений Эйнштейна пропорциональна сумме квадрата постоянной Хаббла и второго специфического слагаемого, содержащего информацию о топологии Вселенной. Правая часть уравнений пропорциональна полной плотности энергии всех видов вещества и физических полей. Эти величины можно измерить по отдельности: постоянная Хаббла измеряется по скоростям разбегания галактик, а плотность энергии материи – путем пересчета звезд. Евклидово 3-мерное пространство реализуется, когда квадрат постоянной Хаббла строго пропорционален плотности энергии материи. Соответствующая этому состоянию пространства плотность называется критической.

Под термином «постоянная Хаббла» имеется в виду то, что одной и той же величиной Н определяются скорости разбегания любых галактик независимо от их расположения в пространстве. Однако эта величина различна в разные эпохи эволюции Вселенной, т.е. она является функцией времени. Приводящееся обычно ее значение соответствует сегодняшней Вселенной, на более ранних этапах эволюции эта величина была больше. Зависимость Н от времени позволяет вычислить возраст Вселенной, начиная от момента Большого Взрыва. Моменту Большого Взрыва сопоставляется так называемая космологическая сингулярность – состояние Вселенной, в котором плотность материи и скорость расширения являются бесконечными. Формально математически сингулярность соответствует акту творения Мира, при этом предполагается, что в один и тот же момент времени возникают и пространство-время, и материя в нем. Основанием для такой, весьма непривычной для физики, трактовки является тот факт, что космологические решения уравнений Эйнштейна отсутствуют для момента времени, предшествующего сингулярности. Более подробно мы будем обсуждать процесс рождения Вселенной в Разделах 2, 3 третьей части. В соответствии с современными наблюдательными данными Большой Взрыв произошел примерно 12-15 млрд. лет тому назад.

Если плотность энергии больше критической, Вселенная закрыта, если меньше – открыта. В принципе величина плотности энергии материи экспериментально измерима, но в ее определении имеются и сложности. Дело в том, что эти измерения должны быть очень точны, т.к. даже незначительное отклонение плотности от критической величины качественно меняет топологию. Точно измерить постоянную Хаббла можно, только если одновременно измерять и скорость, и расстояние до разбегающихся галактик, но ошибки в измерениях достаточно заметны, хотя точность измерений все время повышается. Еще сложнее измерить плотность энергии материи, проблема не сводится к пересчету всех звезд в некотором участке пространства и выполнению усреднения. Есть и еще носители плотности энергии, не сводящиеся к обычному веществу. Эта проблема будет обсуждаться в Разделе 6.

Бесконечность однородной изотропной Вселенной не поддается человеческому воображению, с точки зрения современной физики мы лишь описываем участок Вселенной. В пользу замкнутой модели имеются аргументы и физического, и философского характера, апеллирующие к квантовой геометродинамике и концепции рождения Вселенной из «Ничего». Они также будут обсуждаться в Разделах 2, 3 третьей части книги.

Под влиянием экспериментальных данных в теоретической космологии появилась еще одна проблема. Дело в том, что наблюдатели-астрономы, измеряющие постоянную Хаббла и плотность материи во Вселенной, оперируют, прежде всего, с числами, получаемыми из наблюдений, а не с теоретическими и философскими концепциями. Среди этих ученых распространено предположение, что Вселенная, скорее всего, является открытой. Под этим понимается, что темп расширения Вселенной соответствует классическим уравнениям Эйнштейна для открытой модели Фридмана. Но может ли топология Вселенной быть на самом деле замкнутой, а ее динамические свойства при этом остались бы такими же, как у классической открытой модели? Оказывается, что квантовая теория вакуума, деформированного гравитационным полем, допускает такую возможность. Не исключено, что одних только наблюдательных данных по постоянной Хаббла и плотности материи будет недостаточно для выбора топологии изотропной Вселенной, окончательная же фиксация теоретических моделей станет возможной только после существенного прогресса в понимании физики вакуума. К физике вакуума относится также и природа особых точек на временной шкале космологической эволюции, соответствующих перестройкам структуры вакуума и, соответственно, резким изменениям свойств возбуждений вакуума – элементарных частиц. Эти особые точки во фридмановской космологии не учитываются, и физические процессы в их окрестности требуют отдельного анализа.

Помимо однородных и изотропных (фридмановских) моделей, в число теоретических основ космологии входит еще и теория гравитационной устойчивости. Ее задачей является прослеживание эволюции в пространстве и времени малых пространственно неоднородных возмущений, наложенных на однородный и изотропный фон. Эта теория была построена Е.М.Лифшицем. Крупномасштабная структура Вселенной в виде галактик и их скоплений возникла в результате эволюции этих возмущений, которые, будучи малыми на ранних стадиях, постепенно нарастали и, в конце концов, привели к гравитационному обособлению значительных масс вещества. Факт существования малых возмущений на ранних стадиях эволюции в начале 90-х годов был установлен с помощью спутниковых экспериментов. Почему физические условия во Вселенной позволили поставить такой эксперимент – это мы узнаем из следующего раздела. В теоретическом осмыслении нуждается сам факт существования малых возмущений на однородном фоне – должен существовать какой-то физический процесс, генерирующий эти флуктуации. Изучение физической природы этого процесса является сложной космологической проблемой, не имеющей и сейчас окончательного решения.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: