Astronet > Forumy > Voprosy prepodavaniya astronomii > Raschet skorosti rasshireniya vselennoi ishodya iz izmeneniya ee temperatury(Pomogite razobratsya gde oshibka)

A. V. Chudinov · 12.04.2008 22:49

Kak izvestno iz nachal'nogo kursa fiziki entropiya sistemy vozrastaet s uvelicheniem ee temperatury, za schet pridache chasticam dopolnitel'noi energii kotoraya v svoe ochered' skorost' vyrazhaetsya v roste skorosti teh zhe chastic chto i privodit k uvelicheniyu besporyadka v sistemu. Drugimi slovami chem bol'she energii v sisteme tem ona besporyadochnee(s etoi tochki zreniya ne tak uzh i bessmyslenna fraza sila est' uma ne nado). Teper' esli primenit' eti razmyshleniya k masshtabam vselennoi chto poluchitsya. V moment ee zarozhdeniya ona obladala kakoi-to opredelennoi temperaturoi ee velichina ne imeet nikakogo znacheniya. Potom proizoshel bol'shoi vzryv(model' goryachego rasshireniya vselennyi) ili razduvanie vselennoi rezul'tatom kotorogo stalo vse uvelichivayushiesya ee razmery kak v prostranstve tak i vo vremeni chto imeet dostovernoe podtverzhdenie v vide krasnogo smeshenie mikrovolnovogo fona. Takzhe izvestno chto temperatura vselennoi s momenta bol'shogo vzryva znachitel'no upala i prodolzhaet padat' po sei moment. Iz etih dvuh faktov rasshirenie i padenie temperatury estestvenno predpolozhit' chto vselennaya yavlyaetsya zamknutoi sistemoi, v kachestve podtverzhdeniya etoi gipotezy mozhno vychislit' sootnoshenie rasshireniya vselennoi k padeniyu ee temperatury za opredelennyi promezhutok vremeni. Iz termodinamiki izvestno chto temperatura gaza(principe eto i primenimo i drugim formam veshestva) obratno proporcional'naya ego ob'emu T=1/V.(1) V etom smysle temperatura identichna plotnosti skoka by my ne uvalivali ob'ekt kolichestvo materii v nem ostanetsya neizmennym toka umen'shitsya ee kolichestvo na edinicu ob'ema. Sledovatel'no esli izmenenie ob'emov vselennoi ravno izmeneniyu temperatury mozhno govorit' chto vselennaya yavlyaetsya zamknutoi sistemoi. V svayu ochered' iz zamknutosti vselennoi po vtoromu nachalu termodinamiki sleduet chto ee entropiya yavlyaetsya konstantoi. Iz predpolozheniya o tom chto entropiya vselennoi postoyanna sleduet to chto ona ne mogla byt' ravna beskonechnosti kak predskazyvala model' bol'shogo vzryva s ee singulyarnost'yu (pri iznachal'no beskonechnoi entropii kakie by masshtaby ne prinimala vselennaya ee entropiya ostavalas' by beskonechnoi i my zhili by v usloviyah beskonechnosti entropii chto nevozmozhno). Iz etogo zhe predpolozheniya mozhno sdelat' vyvod chto usloviya dlya vozniknoveniya razumnoi zhizni sushestvovali vsegda v tom chisle i s samogo nachala vselennoi. Pri etom ona mogla prinyat' lyuboi formy, i razumnyh zhiznei vo vselennoi mozhet byt' takoe beskonechnoe kolichestvo skol'ko zvezd. Vzyav v osnovu poslednie poluchennyi dannye poluchennye pri pomoshi Sputnik NASA WMAP vychislim sreteniyu skorost' padeniya temperatury vselennoi s momenta vozniknoveniya reliktovogo izluchenie. Izvestno chto: 1)400000 let posle Bol'shogo Vzryva temperatura Vselennoi snizilas' do 3000 2)Vozrast Vselennoi sostavlyaet 13,73 milliardov let plyus - minus 120 millionov let (pogreshnost' 0,87%) 3)Sovremennoe znachenie temperatury reliktovogo fona 2.725 0.001 K dt=(t2-t1)/(T2-T1)=(3000-2.725)/(19730-0.4)=0.218308 (2) Poluchaetsya za 1 million let vselennaya v srednem ostyvala na 0,218308K Podstaviv v formulu (1) poluchennoe znachenie polechim serennaya skorost' uvelichenii ob'ema vselennoi za 1 s ravna dv=(1/0.218308)*10^6*365.2564*86400=1.44558e+14 m3/s(3) Hm. Poluchilas' skorost' na neskol'ko poryadkov vyshe skorosti sveta

Dmitrii Docenko · 14.04.2008 13:22

Oshibok u Vas mnogo, v osnovnom - grammaticheskie Smile

. No est' i neskol'ko oshibok po suti.

1. Vtoroe nachalo termodinamiki utverzhdaet ne postoyanstvo, a neubyvanie entropii zamknutoi sistemy.

2. Ya ne ponyal, k kakomu processu vy otnosite formulu T=1/V. V chastnosti, ona ne otnositsya k gazu fotonov v rasshiryayusheisya vselennoi, no i v sluchae gaza atomov ona v obychnyh processah neprimenima. Pri postoyannom davlenii T~V ("~" - proporcional'na). Pri adiabaticheskom processe T~1/V^(2/3) pri gamma=Cp/Cv=5/3 (odnoatomnyi gaz).

3. Temperatura reliktovogo izlucheniya ne padaet lineino so vremenem.

4. Skorost' sveta ne izmeryaetsya v kubometrah v sekundu. Smile

Esli vy zahotite povtorit' vykladki, ne zabud'te, chto vnutrennyaya energiya fotonov proporcional'na chetvernoi, a ne pervoi, stepeni temperatury.