Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Эбилинг В. -> "Физика процессов эволюции" -> 12

Физика процессов эволюции - Эбилинг В.

Эбилинг В., Энгель А., Файстель Р. Физика процессов эволюции — М.: УРСС, 2001. — 342 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikaprocessovevolucii2001.djvu
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 176 >> Следующая

Наконец, пятое экспериментальное наблюдение основано на определении возраста метеоритов. В качестве космических часов служат ядра радиоактивных атомов с большими периодами полураспада: торий-232, уран-238, плутоний-244, йод-129, лютеций-176, гафний-176, рений-187 и осмий-187.
По оценке Тилемана (Thielemann et al, 1983), средний возраст Метагалактики составляет
Так как галактики образовались предположительно в первый миллиард лет, возраст нашей Метагалактики с некоторой долей уверенности можно оценить как лежащий в интервале от 14 до 24 миллиардов лет (Blome, Priester, 1984).
Каждая гипотеза относительно истории возникновения нашей Метагалактики должна по крайней мере давать объяснение пяти кратко перечисленным выше экспериментальным фактам. Эта проблема и поныне оживленно обсуждается специалистами по космологии. По общему мнению, теоретическая интерпретация этих фактов должна основываться на сформулированной Эйнштейном в конце 1915 г. общей теории относительности. Фундаментальная работа, опубликованная Эйнштейном в 1916 г. в журнале «Annalen der Physik», носит название «Основы общей теории относительности». Несколько позже Эйнштейн представил Прусской академии наук работу «Вопросы космологии и общая теория относительности», которая была опубликована в «Сообщениях» (Sitzungsberichte) этой академии за 1917 г.
Основные уравнения общей теории относительности, выведенные Эйнштейном, имеют следующий вид:
Здесь Rpy — тензор Риччи, д^ — метрический тензор, G — гравитационная постоянная:
<? = 6,6- 1<Г8 смУ-'с-1,
с — скорость света, Тр, — тензор энергии-импульса, который, например, в случае идеальной жидкости имеет вид
где р — плотность массы, р — скалярное давление, и,, — 4-скорость.
Как видно из уравнений (2.3), характеризуемая тензором Риччи R^v кривизна четырехмерного пространства времени определяется распределением материи, которое задается тензором энергии-импульса Т^. С другой стороны, тензор Тр„ зависит от геометрических свойств пространства, поэтому, если принять дополнительно уравнение состояния для среды, заполняющей космос, мы получаем замкнутую систему уравнений для метрики д^„. Движение континуума гидродинамически характеризуется ковариантными градиентами поля скоростей. В однородных изотропных моделях Вселенной для четырехмерного интервала ds между соседними мировыми точками справедливы соотношения (Dautcourt, 1976):
to = (17,6 ± 4) • 109 лет..
Rpv 2^ — (8vGc )Гр.
(2.3)
Tpv = (рс2 + р)и,,и„ + рд^,
(2.4)
(2.5)
а для градиентов скоростей —
= (S/i* + д ¦
(2.6)
Здесь R(t) — скалярный множитель, также определяющий метрику и тензор кривизны. Для пространственных компонент 1,т= 1,2,3 получаем
2
9lm — R 7lm i
Щтп — k'yimt (2-7)
7lm = 0.
Сравнение уравнений (2.5) и (2.7) показывает, что 7jm — метрика трехмерного пространства постоянной кривизны к. При к = 1 получается эллиптическое, при к = 0 — евклидово и при к = — 1 — гиперболическое пространство. Из полевых уравнений (2.3) с учетом уравнений (2.6) и (2.7) следуют уравнения Фридмана (Dautcourt, 1976):
R2 1 к 1 . ч
F=3«f-^+3A. ад
к(е + ^)=-\?я' О-’)
Здесь Л — введенная Эйнштейном космологическая постоянная. В качестве един-
ственного статического решения существует вселенная Эйнштейна:
р = 0, Л = Д-2, Р=^2- (2.10)
Статическое решение Эйнштейна (1917) находится в очевидном противоречии с на-
блюдаемым расширением галактики. Решения, найденные Фридманом (1922, 1924) в предположении Л = 0, соответствуют расширяющейся вселенной. При р = 0 эти решения имеют следующий явный вид (Dautcourt, 1976):
Открытая (гиперболическая) вселенная (к = — 1)
Д<*)= , ^ 43/2(Chr~ 0,
Я|(1-2 9.Г2
cgi
<*= _ —Ti/~2(shr~r)-
(2.11)
Я,(1-2«,) Плоская (евклидова) вселенная (к = 0)
(t\V1
m = Ro\j-J • (2-12)
Замкнутая (эллиптическая) вселенная (к — 1)
,з/2 С1 - cosr)>
Я, (2?, -1) 7
<± =-------—-----j^(r-sinr).
(2?i — l)
Величина Щ здесь — постоянная Хаббла:
(2.13)
5, — значение параметра замедления
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 176 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed