Возникновение структуры
Когда излучение доминирует, вещество представляет собой плазму, состоящую из протон-антипротонных пар в первые микросекунды, электрон-позитронных пар через секунду и из электронов и протонов (с примесью дейтронов и ядер гелия) в течение миллиона лет. Излучение, активно взаимодействующее с заряженными частицами, ведет себя как вязкая среда, в которой гасятся все движения частиц, в том числе вызванные взаимным притяжением. Структурных образований в плазме не возникает.
Но вот прошел миллион лет и излучение остыло до 4000 К, что ниже потенциала ионизации водорода. Ничто не мешает теперь протонам и электронам объединяться, образуя нейтральный газ (рекомбинация), к которому остывшее излучение «теряет всякий интерес», проходя сквозь него без заметного взаимодействия. Вот тут-то гравитация и напоминает о себе, заставляя газ сжиматься. Гравитационная неустойчивость вещества – следствие действия одной только силы притяжения – приводит к формированию всех видимых структур: от астероидов до сверхскоплений галактик.
С чего начинался этот процесс в первоначально однородном газе? Какие структуры возникли первыми? Как они развивались и во что перешли за миллиарды лет? Прямых ответов на эти вопросы теория пока не дает. В соответствии с рядом предложенных моделей рост первичных структур был обусловлен гравитационной неустойчивостью, при этом «центрами конденсации» вещества служили случайные уплотнения (флуктуации) среды. Раз возникнув, они продолжали расти за счет новых порций притягиваемого вещества, становясь большими газовыми облаками. При этом были возможны флуктуации двух типов: изотермические и адиабатические. Первые, затрагивающие только газ, должны были порождать облака умеренных размеров, сравнимые с наблюдаемыми сейчас шаровыми звездными скоплениями. Чтобы образовать структуры типа галактик, таким облакам надо укрупняться, соединяясь при столкновениях. Как это происходило, не очень понятно.
Второй тип флуктуаций мог происходить одновременно в газе и излучении и должен был приводить к появлению облаков гигантских размеров и массы. Сталкиваясь, они сжимали газ в тонких слоях контакта, образно называемых блинами, где и возникали условия для образования будущих структур. Модель блинов развивала группа академика Я.Б.Зельдовича в 70-х гг. Открытие ячеистой структуры Вселенной во многих чертах подтверждает эту модель: стенки ячеек – это места первичных блинов, ребра ячеек – их пересечения, а войды – межблинное пространство, где не было требуемых условий роста структур. Конечно, расмотренные модели весьма условны.
Скорее всего, природа использовала флуктуации обоих типов, создавая разномасштабные структуры. Но даже качественное совпадение теории и наблюдений вселяет уверенность в то, что ячеистая структура Вселенной – не только наблюдательный, но и вполне объяснимый познавательный факт.
Немного больше о технологиях >>>
Судьба термоядерного синтеза
Идея
создания термоядерного реактора зародилась в 1950-х годах. Тогда от нее было
решено отказаться, поскольку ученые были не в состоянии решить множество
технических проблем. Прошло несколько десятилетий прежде, чем ученым удалось
«заставить» реактор произвести хоть сколько-ни ...
Изобретать по правилам
Задавали ли Вы себе когда-нибудь вопрос:
"Бывают ли нетворческие профессии?" Какие? Фрезеровщик на заводе
приделал несколько линз и зеркал к обычному станку. Теперь он, даже не
поворачивая головы, видит все шкалы, не надо "нырять" к нониусам,
терять время, с ...
