Main menu:

«Стандартная модель Вселенной»

В рамках «стандартной модели» фоновое микроволновое излучение интерпретируется как след первоначальногоМодель Вселенной горячего состояния - своеобразного «первичного огненного шара». Предполагается, что фотоны, образующие ныне микроволновый фон, существовали в самые первые мгновения истории наблюдаемой Вселенной, по крайней мере начиная с момента, для описания которого применимы известные физические законы. Поскольку температура фонового космического излучения уменьшается обратно пропорционально масштабному фактору, можно предположить, что первоначальное состояние характеризовалось очень высокими температурами. Например, когда возраст Вселенной равнялся секунде, температура достигла порядка 1010 К, а при t=100 с составляла около 109 К. При столь высоких температурах все частицы, включая фотоны, имеют сравнимые энергии, а поскольку, согласно наблюдениям, на один нуклон (протон или нейтрон) тогда (как и в наше время) приходилось около 108 фотонов, можно заключить, что практически вся энергия первичного огненного шара была сосредоточена в излучении.

Более того, протоны и электроны были вкраплены в окружающее излучение, словно изюминка в разбухающее тесто. Лишь после того, как температура упала примерно до 4000 К и протоны смогли соединиться с электронами, образовав (электрически нейтральные) атомы водорода, произошло разделение излучения и частиц вещества, которые тем самым получили возможность собираться в самогравитирующие комплексы.

Поскольку дисперсия скоростей пропорциональна температуре, а масса и размер определяют среднюю плотность системы, отсюда следует, что масса М самогравитирующих систем определяется их темературой и плотностью. Отдельная область охлаждающейся космической среды, масса которой меньше величины М, соответствующей плотности и температуре среды в данный момент, не может обособиться, ибо ее тяготение недостаточно велико для того, чтобы уравновесить направленные наружу силы давления. Если масса области больше М, то она может выделиться при условии, что ее плотность больше, чем плотность окружающей среды. В тот момент, когда произошло разделение излучения и вещества, масса газового облака, способного отделиться от окружающей среды, должна была составлять примерноне менее 1О60. Это значит, что одиночные и кратные звезды, а также звездные скопления умеренных размеров должны были образоваться позднее в результате каких-то других процессов.

Хотя газовые облака с массой свыше 106 Мо в принципе могли бы образоваться, когда температура космического излучения упала до нескольких тысяч градусов, в действительности этого бы не случилось, если бы космическая среда к тому моменту уже не содержала начальных неоднородностей соответствующего размера. Однородный космический газ при температурах и плотностях, принятых в «стандартной модели», никогда не смог бы сам по себе фрагментировать на самогравитирующие облака какого бы то ни было размера. Итак, согласно стандартной модели, Вселенная должна была обладать рядом первичных крупномасштабных неоднородностей плотности.

Высказывались различные мнения относительно структуры первичных флуктуации плотности. Однако, если верить расчетам, выполненным в последние годы, предположения, на которых основаны эти суждения, неверны. Эта и ряд других причин, привели к тому, что между сторонниками гипотезы огненного шара возникли разногласия по поводу истории Вселенной.