Номер 1, страница 297 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

1. В чем заключается концепция Большого взрыва? С каким законом она связана?

1. Концепция Большого взрыва — это ведущая космологическая модель, описывающая происхождение и эволюцию Вселенной. Согласно этой теории, около 13,8 миллиарда лет назад вся наблюдаемая нами Вселенная была сосредоточена в чрезвычайно малом объёме, находясь в состоянии с огромной плотностью и температурой (сингулярность). С этого момента началось её стремительное расширение и последующее остывание, которое продолжается и по сей день.

Ключевые этапы эволюции Вселенной по этой модели:

1. Ранняя Вселенная: В первые доли секунды после Большого взрыва Вселенная представляла собой горячую плазму из элементарных частиц (кварков, лептонов) и излучения.

2. Первичный нуклеосинтез: Через несколько минут после начала расширения Вселенная остыла достаточно для того, чтобы протоны и нейтроны начали объединяться, образуя ядра лёгких химических элементов, в основном водорода и гелия.

3. Рекомбинация: Примерно через 380 000 лет температура Вселенной упала до такой степени, что электроны смогли соединиться с ядрами, образовав нейтральные атомы. В этот момент Вселенная стала прозрачной для света. Излучение, которое до этого было "заперто" в плазме, высвободилось и начало свободно распространяться. Сегодня мы наблюдаем это излучение как реликтовое (космическое микроволновое) фоновое излучение, которое является одним из главных подтверждений теории.

4. Формирование структур: В дальнейшем, под действием сил гравитации, из первоначальных неоднородностей плотности вещества начали формироваться галактики, звёзды и планеты.

Концепция Большого взрыва неразрывно связана с законом Хаббла (сейчас его чаще называют законом Хаббла-Леметра). Этот эмпирический закон, открытый Эдвином Хабблом в 1929 году, гласит, что галактики удаляются от нас со скоростями, пропорциональными расстоянию до них. Это явление, известное как "разбегание галактик", является прямым наблюдательным доказательством расширения Вселенной. Математически закон Хаббла выражается формулой:

$v = H_0 \cdot d$

где $\text{v}$ — скорость удаления галактики, $\text{d}$ — расстояние до неё, а $H_0$ — постоянная Хаббла, характеризующая темп расширения Вселенной в современную эпоху.

Именно наблюдение расширения Вселенной, экстраполированное в прошлое, привело к идее о том, что когда-то вся материя была сконцентрирована в одной точке, что и лежит в основе теории Большого взрыва.

Ответ: Концепция Большого взрыва заключается в том, что Вселенная возникла из начального сверхплотного и горячего состояния (сингулярности) примерно 13,8 млрд лет назад и с тех пор непрерывно расширяется и остывает. Эта теория напрямую связана с законом Хаббла, который описывает наблюдаемое расширение Вселенной: чем дальше от нас галактика, тем быстрее она удаляется. Это "разбегание" галактик является ключевым доказательством, лежащим в основе модели Большого взрыва.