Model kosmologiczny

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Model kosmologicznymatematyczny i fizyczny model Wszechświata. Termin ten najczęściej jest rozumiany jako zbiór równań matematycznych opisujących lokalną budowę i ewolucję Wszechświata na podstawie różnych hipotez przyjmowanych w kosmologii. Poprawność danego modelu kosmologicznego weryfikuje się poprzez obserwacje astronomiczne i eksperymenty.

Kształt Wszechświata jest jednym z zakresów zainteresowania kosmologii. Kosmologowie i astronomowie rozumieją przez to pojęcie zarówno lokalną geometrię jak i geometrię całości Wszechświata. Geometria globalna w skrócie zwana jest topologią, chociaż ściśle rzecz biorąc wybiega poza dziedzinę topologii.Eksperyment (łac. experimentum - doświadczenie, badanie) – w naukach przyrodniczych i społecznych zbiór działań wzbudzających w obiektach materialnych określone reakcje i zjawiska w warunkach pozwalających kontrolować wszelkie istotne czynniki, które poddaje się dokładnej obserwacji.

W szerszym znaczeniu model kosmologiczny to model opisujący globalny kształt Wszechświata.

Do najbardziej znanych modeli wszechświata w sensie lokalnym należą: – Modele typu Friedmana-Lemaître’a-Robertsona-Walkera, w których jest możliwe definiowanie współrzędnych współporuszających się, aby możliwe było określenie pojęcia czasu kosmicznego, mimo iż ma ono charakter bardziej teoretyczny niż praktyczny. Nie można mówić o zmianach Wszechświata w czasie bez definicji czasu kosmicznego. Modele te są jednorodne i izotropowe w każdym „momencie” czasu. Oznacza to, że w ustalonej „chwili” krzywizna przestrzeni jest wszędzie taka sama. Przykładami takich modeli są: * model kosmologiczny Friedmana, w którym jest tylko materia, a stała kosmologiczna jest równa zero, * model Einsteina, w którym oprócz materii jest stała kosmologiczna większa od zera i tak dobrana, aby model ten był statyczny. Ponieważ stała Hubble’a jest w nim równa zero, model ten jest niestabilny, * model de Sittera, w którym nie ma materii, lecz jedynie dodatnia stała kosmologiczna, przez co rozszerza się on w sposób wykładniczy, * model Friedmana-Lemaître'a (z materią i stałą kosmologiczną); przykładem jest model Eddingtona-Lemaître'a, który początkowo zachowuje się jak model Einsteina, a następnie jak model de Sittera, * model Einsteina-de Sittera, który jest płaskim modelem kosmologicznym Friedmana, * model Milne'a, czyli model pustego wszechświata (bez materii i stałej kosmologicznej). – Model stanu stacjonarnego Bondiego, Golda i Hoyle’a, oparty na założeniu, że parametry opisujące Wszechświat nie zmieniają się ani w czasie, ani w przestrzeni. W modelu tym nie ma końca ani początku Wszechświata, a materia tworzy się „z niczego”. Model ten nie tłumaczy właściwości mikrofalowego promieniowania tła i jest powszechnie uważany za fałszywy. Jego nowszą wersją jest model stanu prawie-stacjonarnego (QSS) z 1993 roku.

Niektóre z modeli kosmologicznych nazywane są modelami gorącego Wszechświata, ponieważ przewidują zaistnienie Wielkiego Wybuchu. Pewne modele, takie jak model de Sittera nie przewidują Wielkiego Wybuchu.

Współrzędne współporuszające się (ang. comoving coordinates) – pojęcie wprowadzone dla uproszczenia rozważań nad kształtem Wszechświata. Drugim pojęciem kluczowym dla zagadnienia jest czynnik skali.Czas kosmiczny (również czas od Wielkiego Wybuchu) – współrzędne czasu, używane w modelach Wielkiego Wybuchu. Dla jednorodnych, rozszerzających się wszechświatów jest definiowany następująco:

Modelem najbardziej zgodnym z aktualnymi obserwacjami jest model Friedmana-Lemaître’a-Robertsona-Walkera, który jest prawie płaski i charakteryzuje się stałą kosmologiczną większą od zera.

Zobacz też[ | edytuj kod]

  • metryka Friedmana-Lemaître’a-Robertsona-Walkera
  • Linki zewnętrzne[ | edytuj kod]

  • model Friedmana-Lemaître’a
  • model stanu prawie-stacjonarnego (QSSM)
  • QSSM i mikrofalowe promieniowanie tła




  • Warto wiedzieć że... beta

    Wszechświat Friedmana – model kosmologiczny Wszechświata, wynikający z równań Friedmana, gdzie przyjmuje się, że stała kosmologiczna wynosi 0.
    Sir Fred Hoyle (urodzony 24 czerwca 1915 roku w Yorkshire, Anglia - zm. 20 sierpnia 2001 roku w Bournemouth) - brytyjski astronom, kosmolog, matematyk i astrofizyk teoretyczny.
    Kosmologia (z gr. kósmos: porządek, wszechświat oraz lógos: słowo, nauka) jest to nauka, opierająca się mocno na filozofii, wiedzy i wierzeniach różnych ludów. Nie należy jej mylić z kosmogonią, dotyczącą powstania świata, mimo, iż mają one wiele punktów wspólnych (to, jak został stworzony świat, rzutuje na poglądy na jego temat i odwrotnie, mity o stworzeniu świata są uwarunkowane sposobem jego widzenia).
    Wiek Wszechświata – w standardowym modelu kosmologicznym (jednorodnym i izotropowym) – czas, który upłynął od Wielkiego Wybuchu (czyli czas kosmiczny w chwili obecnej).
    W kosmologii zasada jednorodności mówi, że przestrzeń i rozłożenie w niej materii są jednorodne, co oznacza, że żaden punkt nie jest wyróżniony. Zasada ta nie daje się sprawdzić bezpośrednio doświadczalnie, a otrzymany w wyniku obserwacji obraz Wszechświata ukazuje go takim jakim był w odległej przeszłości. Zasada ta więc mówi, że jeżeli dla obserwatora fundamentalnego, prowadzącego obserwacje z Ziemi, galaktyki są rozłożone jednorodnie, to w każdym innym miejscu obserwator fundamentalny powinien widzieć podobny ich rozkład na niebie. Podstawowe znaczenie dla prawdziwości tej tezy ma zatem ustalenie, czy galaktyki są rozłożone jednorodnie zarówno w pobliżu Ziemi, jak i w znacznym od niej oddaleniu. Przyjęto, że na odległościach poniżej 100 Mpc, Wszechświat ma budowę hierarchiczną, co oznacza, że jest niejednorodny. Wynika z tego, że w miarę zwiększania odległości niejednorodność jest coraz mniejsza. Obecnie przyjmuje się, że nie istnieje żadna odległość graniczna, a obserwacje ukazują istnienie niejednorodności na odległościach znacznie większych niż przyjmowane 100 Mpc. Nie oznacza to jednak, że Wszechświat jest niejednorodny, a jedynie to, że im większe jego obszary obserwujemy tym mniejsze niejednorodności w nim występują.
    Widzialny (obserwowalny) Wszechświat – obszar Wszechświata, wraz ze znajdującą się w nim materią, który jest możliwy do zaobserwowania z Ziemi na chwilę obecną. Widzialny Wszechświat jest ograniczony z uwagi na fakt, iż światło lub inne sygnały są w stanie dotrzeć do ziemskiego obserwatora z okresu nie wcześniejszego od początku Wielkiego Wybuchu.
    Wzrost wykładniczy to zmiana w układzie dynamicznym określonym przez parametr x zależnym od czasu t w taki sposób, że:

    Reklama