De la Big Bang la primele stele și în prezent
în urmă cu mai mult de 13 miliarde de ani, a existat un eveniment, care a fost format după universul observabil. Big Bang-ul. Înainte de a Big Bang-ului densitatea din univers ar putea fi un gigant, dar nu infinit, iar singularitate nu poate fi mai mic decât volumul cuantei (în centimetri cubi - 98 zerouri după virgulă). Evenimentele nu poate fi mai scurtă decât felia de timp. Încercarea de a combina principiile relativității generale și mecanicii cuantice, fizicienii au dezvoltat teoria corzilor și teoria gravitației cuantice bucla, concurente în explicarea structurii lumii. era închis în mod surprinzător, la scurt timp după Big Bang, printr-o jumătate de milion de ani, a început epoca când universul era întunecat, gol și rece. epoca întunecată a durat aproximativ 250 de milioane de ani. În univers nu au existat stele, nici galaxii. Dacă la începutul erei întunecată a ochiului uman ar putea observa încă un roșu strălucire uniformă cer plictisitoare, dar acum întunericul a devenit omniprezente. Spațiul a fost umplut în mare parte materia întunecată și CMB, care a fost apoi mai undă scurtă (infraroșu), corespunzând la circa 150 K (-120oS) și a continuat să se răcească cu spațiul de expansiune. materia întunecată nebarionică a fost 1/10 și a constat din atomi de hidrogen și heliu în proporții de 4: 1 în greutate. Energia întunecată este aproape nici un rol. Evenimente Evul Mediu stabilit folosind modele de calcul, pentru că nu este nimic altceva decât CMB, nu a fost păstrat. Dar modelele sunt suficient de fiabile; și anume modele de a da o idee despre natura Evului Mediu. Când CMB comunicare a explodat substanta si radiatii a fost fenomen independent, roșu schimbare valoarea z a fost mare, z = 1200.
Acest lucru corespunde menționat deja la vârsta de 400 de mii de ani. Când z = 1100 Temperatura a scăzut la 3000 K, recombinarea plasmei a apărut și a particulelor fuzionat în atomi. În acest sens, se pare, evenimentele furtunoase sunt peste, și acolo a fost o epocă întunecată. Înainte de formarea primelor stele a avut pe diferite modele, 200-400 milioane de ani în timp, mai degrabă plictisitoare atunci când nu au existat procese critice. Principalul lucru care sa întâmplat - o nouă scădere a temperaturii. Și motivul pentru care formarea de stele a fost amânată, nici măcar în faptul că distribuția materiei a fost aproape uniformă, iar acest lucru a împiedicat formarea condensului. Experiment pe satelitul WMAP a arătat că, deși formarea de stele a fost foarte puțin probabil, este eterogenitatea foarte mică și extrem de improbabil al maselor ignorante încă a existat (fig. 5). Dar când redshiftul z a ajuns la aproximativ 6 (și vârsta universului aproximativ un miliard de ani), nenumărate galaxii umple spațiul. Primele stele, care au fost foarte mare și foarte luminos, a determinat întreaga istorie viitoare a universului. Ce mai așteaptă ca, înainte de formarea stea întârziat? Se pare că interdicția a creat mecanismul de formare de stele.
Procesul de apariție a primei stele mai simplu decât formarea de stele de tip modern datorită purității chimice a materiei prime - amestec de hidrogen-heliu. compoziția atomică a gazului a fost amestecat cu o masă întunecată. El a început să se micșoreze în urma acțiunii forțelor gravitaționale de condensare a materiei întunecate. Formarea de stele depinde de temperatura mediului ambiant, formarea de gaz condensabil greutatea și distribuția hidrogenului molecular, care are capacitatea de a se retrage din căldura de condensare care radiază-l împrejurimi. Hidrogenul molecular nu poate avea loc la întâmplare din ciocnirilor atomice atomii, pentru formarea sa în natură în magazin un proces destul de complicat. De aceea, când z> 15-20 au rămas în principal hidrogen într-o fază atomică. In timpul compresiei temperatura gazului în creșterile de condensare la 1000 sau mai mult K și proporția crește cu hidrogen molecular ușor. La această temperatură, condensarea este imposibilă. Dar, din cauza temperaturii hidrogenului molecular în părțile cele mai dense de condens se reduce la 200-300 K și comprimarea continuă, depășind presiunea gazului. Treptat, materia obișnuită este separată de întuneric și concentrate în centru. Condensarea minimă a gazului de masa necesară pentru a forma o stea, blugi masă, determină gradul de dependență de temperatura gazului, astfel încât prima stea au o greutate în 500-1000 ori mai mare decât soarele. În prezent universul în formarea stelelor temperaturii în partea densă a condensului poate fi un 10 K, deoarece, în primul rând, funcția de radiator funcționează mai eficient elemente păreau grele și particulele de praf, și în al doilea rând, temperatura mediului (CMB) este de numai 2 7 K și 100 K nu este aproape așa cum a fost, la sfârșitul unei ere întunecate. Al doilea criteriu Jeans masa - presiune (mai precis, rădăcina pătrată a presiunii). In Evul Mediu, acest parametru a fost de aproximativ aceeași ca și acum. Formată primele stele au fost nu numai imens în 4-14 ori mai mare decât Soarele, dar, de asemenea, foarte cald.
Soarele emite lumină la o temperatură de 5780 K. Fosta temperatura stea a fost de 100 000-110 000 K și energia solară emisă este superior în milioane și zeci de milioane de ori. Sun numit steaua galbenă; aceleași stele au fost UV. Ei au ars și a distrus-o în doar câteva milioane de ani, dar timpul pentru a efectua cel puțin două funcții, determină proprietățile păcii ulterioare. Ca rezultat al reacțiilor de sinteză a avut loc o anumită îmbogățire intestinele lor „metale“ (așa-numitele astronomi toate elementele mai grele decât hidrogenul). Terminarea cu metale lor „vânt stelare“ îmbogățit mediul interstelar, facilitând formarea generațiilor viitoare de stele. Principala sursă de metale au fost unele explozii de stele într-o supernovă. Cea mai masiva parte din primele stele la sfârșitul carierei sale, pare să formeze o gaură neagră. Puternice ultraviolete stele gigant radiații a condus dezvoltarea rapidă de încălzire și de ionizare a gazului interstelar si intergalactic. A fost al doilea din funcția lor. Un astfel de proces este numit reionization deoarece a fost inversat de recombinare încheiat de 250 de milioane de ani înainte, când z = 1200, format atunci când atomii și eliberat CMB. Studiu cuasarii îndepărtate arată că reionization practic sa încheiat atunci când z = 6-6,5. Dacă aceste două mărci, z = 1200, și z = 6,5, ia în considerare limitele vârstei de culoare închisă, a durat 900 de milioane de ani.
Însăși perioada de întuneric complet, înainte de primele stele, a durat mai scurt, aproximativ 250 de milioane de ani, teoreticienii cred că, în unele cazuri excepționale, stele individuale ar putea apărea înainte, dar probabilitatea de acest lucru a fost foarte scăzută. Odată cu formarea primelor stele epoca intunecata sa încheiat. ultraviolete gigant stele protogalaxy sunt formate în principal de materia întunecată. Dimensiuni protogalaxies erau mici, și au fost aproape unul de altul, provocând o puternică atracție pe care le unește în galaxie, prea mici. Dimensiunile primelor galaxii au fost 20-30 de ani lumină (un total de 5 ori mai mult decât distanța modernă la cea mai apropiata stea, iar diametrul galaxiei noastre 100.000 de ani lumină). Ar fi interesant pentru a vedea aceste stele cu raze ultraviolete gigant, dar, în ciuda strălucirii lor enorme, acest lucru nu este posibil: acestea sunt în domeniul z = 8-12, și observații record de obiecte aflate la distanță este încă un quasar la z = 6,37. Dar dacă ai venit cu modul de alocare a emisiilor care rezultă într-o anumită perioadă de timp ... permite șovăitoare, uneori, E. Hubble, că deplasarea spre roșu - un rezultat al îmbătrânirii luminii, mai degrabă decât efectul Doppler.