Большой взрыв

   Примерно 13,7 миллиарда лет назад Вселенной в том виде в котором мы ее сейчас наблюдаем не существовало. Как предполагается не было вообще ни чего, даже времени. На сколько это долго продолжалось до Большого взрыва трудно даже представить, тем более когда понятие ВРЕМЯ не существовало, но тем не менее произошел Большой взрыв с которого все и началось. Что было толчком к началу Большого взрыва не ясно, возможно Мы этого ни узнаем ни когда.

   За ничтожно малый отрезок времени до момента Большого взрыва, наша Вселенная предположительно была сжата в одну точку, все вещество всех галактик и туманностей было сосредоточено в  очень малом объеме. Немыслимая гравитация сжимало все вещество вселенной, включая также пространство и время. Как было уже сказано,что послужило  толчком к начало Большого взрыва остается загадкой, но что происходило потом - в этом ученые вроде бы как разобрались. Конечно теория Большого взрыва со временем ее возникновения постоянно дополняется новыми фактами, идеями, но вот мое понимание всего происходящего после Большого взрыва.

На фото: созвездие Ориона.

Date: 29 Feb 2012
Satellite: Herschel and Spitzer
Depicts: Orion Nebula
Copyright: ESA/PACS/NASA/JPL-Caltech/IRAM

   Представьте себе, в полной пустоте, без времени и пространства существует некая сингулярность температура в которой 1032 градусов Цельсия!  А плотность вещества находящегося в этой сингулярности 1093 грамм/см³! Немыслимое количество  энергии было сконцентрировано в одной точке. Но что-то произошло. Невероятной силы энергия сконцентрированная в одной точке заставило гравитацию отступить. Произошел Большой взрыв, вещество  находившееся в сингулярности начало расширяться, оно имело огромную температуру и плотность и представляло собой кварк-глюонную плазму. Стремительно расширяясь больше скорости света (Вселенная за доли секунды расширилась в миллиард миллионов раз! - этот процесс стремительного расширения называется инфляцией) ) плазма начинает остывать, но все равно в первые секунды после Большого взрыва плазма имеет температуру более 100 миллиардов градусов и уже спустя около минуты более 1 миллиарда градусов. Из кварков начинаются образовываться первые частицы: электроны, фотоны, нейтрино, античастицы и еще множество частиц которые уже известны науке и еще больше тех которые еще предстоит открыть. При такой температуре энергии фотонов и нейтронов было уже не достаточно что бы преодолеть силы ядерного взаимодействия, они начинают сливаться образуя ядра дейтерия (тяжелый водород - он имеет один протон и нейтрон). Из-за высокой температуры, сравнимой с температурой ядер самых горячих сейчас звезд, ядра дейтерия присоединяют к себе протоны и нейтроны, тем самым образуя более тяжелые элементы - ядра гелия, лития, бериллия). В итоге всего основную массу элементов составляют  протоны, то есть обычный водород, из которого в основном состоят все звезды. 

   Спустя миллион лет Вселенная расширялась и остыла, температура упала до нескольких тысяч градусов, электроны и ядра других элементов (в основном ядра водорода и гелия) начинают объединяться, так появились первые атомы. Что было потом? Об этом немного позже. А если коротко, то водород под воздействием гравитации стал объединятся образуя газовое облако, и когда гравитационные силы начали сжимать это облако, внутри него возникла термоядерная реакция. Так появились первые звезды.

   

   На сколько все что я написал соответствует действительности, трудно сказать, ведь это только теория, да и сколько будет еще таких теорий? Конечно есть еще и другие теории, например есть теория  к которой я больше всего склоняюсь - предположим что в наше время Вселенная расширяется получив импульс к расширению от энергии Большого взрыва, пока гравитационные силы Вселенной не могут остановить это расширение, но спустя несколько десятков миллиардов лет, гравитация как всегда возьмет верх. Вселенная начнет сжиматься, все больше и больше будут возникать черные дыры (сингулярность малого размера, но большой массой и огромной гравитацией которая удерживает массы десятков или сотен, а то и миллионов звезд в очень малом объеме), поглощая звезды, в более плотной области Вселенной возникнет супер массивная черная дыра, которая будет поглощать целые галактики, сжимая в себя не только вещество но пространство и время. Это процесс будет ускоряться все быстрей по мере роста супер массивной черной дыры, все звезды, галактики, все атомы вселенной устремятся к супер массивной черной дыре, она с неунывающим аппетитов поглотив все, или почти что все... Но как только черная дыра насытится поглотив всю вселенную она достигнет какой то критической точки, какой то отметки при которой вещество попавшее в нее больше не возможно сжимать, возможно кварки начнут расщепляться под воздействием гравитации на более мелкие частицы, произойдет колоссальный выброс энергии... что приведет к  Большому взрыву!

Alex Liman

Атом

Любой атом состоит трех видов элементарных частиц, то есть протонов p, нейтронов n и электронов e. Протоны и нейтроны образуют ядро атома, масса каждой частицы в 2000 тяжелей электрона. Протоны и нейтроны образуют тяжелое положительно заряженное атомное ядро очень малого размера 10-13...10-12 см. Протоны и нейтроны удерживаются вместе ядерными силами притяжения, эти силы действуют только внутри атомного ядра, их действие не велико 10-13 см, но сила в 100 с лишним раз больше чем электромагнитная сила.Но электромагнитная сила по мере отдаления от ядра ослабевает медлено, поэтому дрогой протон попадая под воздействие электромагнитной силы ядра сильно отталкивается от него.

 Атом гелия (состоит из двух протонов и двух нейтронов)

Image:Helium_atom_QM.svg

На рисунке показана модель атома, вокруг которого изображена  электронная оболочка.

Атомы разных элементов различаются между собой только кол-вом протонов и нейтронов находящихся в ядре. В легких ядрах число протонов и нейтронов примерно равно, но в тяжелых атомных ядрах нейтронов больше. 


Вокруг атомного ядра на расстоянии 10-8 см находятся отрицательно заряженные электроны которые удерживаются электромагнитными силами атомного ядра которое имеет как было сказано выше положительный заряд. Ядро атома и электрон находятся относительно на большой расстоянии друг от друга ( размер ядра атома 10-13...10-12 см, а электрон находится на расстоянии 10-8 см, что в 104...105 раз больше размера атомного ядра). Число электронов равно числу протонов в атомном ядре. 

При преобразовании атомных ядер из них испускаются электроны и антинейтрино, позитроны и нейтрино и гаммо излучение (вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны). Все выше перечисленные частицы не входят в состав ядра, он возникают в момент преобразования атомного ядра, поэтому их называют элементарными.

Элементарные частицы обладают  свойствами, такими как например масса, спин, заряд, магнитный момент, время жизни и др. У каждой элементарной частицы имеются античастицы.

Античастица имеет тождественную со своей частицей массу, спин, магнитный момент и время жизни, но противоположный заряд. при встрече частицы с античастицей происходит процесс аннигиляции и частица с античастицей превращаются в другие частицы с меньшей массой или электромагнитное излучение. В процессе аннигиляции освобождается часть энергии (в связи с потерей массы).

Существование античастиц было предсказано П. А. М. Дираком. Полученное им в 1928 году квантовое релятивистское уравнение движения электрона (уравнение Дирака) с необходимостью содержало решения с отрицательными энергиями. В дальнейшем было показано, что исчезновение электрона с отрицательной энергией следует интерпретировать как возникновение частицы (той же массы) с положительной энергией и с положительным электрическим зарядом, т. е. античастицы по отношению к электрону. Эта частица — позитрон — была открыта в 1932 году. В последующих экспериментах было установлено, что не только электрон, но и все остальные частицы имеют свои античастицы. В 1936 году в космических лучах были открыты мюон (μ−) и μ+ его античастица, а в 1947 — π− и π+ — мезоны, составляющие пару частица — античастица; в 1955 в опытах на ускорителе зарегистрирован антипротон, в 1956 — антинейтрон и т. д. К настоящему времени наблюдались античастицы практически всех известных частиц, и не вызывает сомнения, что античастицы имеются у всех частиц.
 
Alex Liman

«Брюссель» на Яндекс.Фотках

Модель атома была сооружена по случаю проведения в 1958 г. Всемирной выставки. Это модель кристалла железа на уровне его атомов, только увеличенный в 160 миллиардов раз. Планировалось после проведения выставки разобрать его (Как впрочем это было и с Эйфелевой башней в Париже.).

Это один из самых известных символов Брюсселя.

Модель атома представляет собой стальную структуру с алюминиевым покрытием. Высота сооружения 102 метра и состоит из 9 шаров диаметром 18 метров каждый. Они соединены диагональными трубами длиной 23 метра и диаметром 3.30 метра. Общий вес конструкции 2400 тонн. В шарах находятся выставочные залы и смотровые площадки. Автор этого чуда Андрэ Ватеркейн.