вопрос

[caco-laco]

Вопрос о реликтовом излучении.
Подскажите, пожалуйста - разница в температурах очень небольшая, буквально тысячные доли.
А как тогда приходят к точному выводу? может быть это погрешность вычислений?

Пытаюсь понять физический смысл этого явления.
И если я правильно понимаю, то реликтовое излучение - это подтверждение Большого взрыва.
И оно указывает на древнее событие во всем пространстве Вселенной.
Кроме того, оно показывает однородность Вселенной на любых масштабах. И вот здесь у меня путаница.
То, что Вселенная однородна, я примерно понимаю. И тут же эти незначительные разницы. Они настолько маленькие, но очень важные. А в чем их важность - я не понимаю.

-- 22.08.2013, 19:42 --

Как я вижу этот вопрос?
Исключительно по научпопу, уравнения я не решал.
Говоря грубо - я вижу межзвездный и межгалактический газ. В основном это газ. Пылевые облака, етс.
Если я понимаю правильно - основная масса, которую наблюдают в различные телескопы - это оно + звёздная масса. Тёмной материи сейчас не касаемся.

Т.е. масса наблюдаемого вещества - это водород. В основном.
Дальше находят излучение. Оно отовсюду. Как это правильно сказать? Где бы мы ни были - этот фон всегда одинаков и по времени возникновения - он старше всего. Это самое древнее, наблюдаемое явление.
Я немного читал о его соответствии с пространственным расположением современных галактик.
Как это определяют?
Дайте, пожалуйста ссылки на этот пример. Каким образом определяют это соответствие?

[Someone]

caco-laco в сообщении #756690 писал(а):

А как тогда приходят к точному выводу? может быть это погрешность вычислений?

Это ведь не вычисляется, а измеряется. И точность измерений настолько высока, что столь малые неоднородности обнаруживаются.

caco-laco в сообщении #756690 писал(а):

Т.е. масса наблюдаемого вещества - это водород. В основном.

Примерно 70 % водорода и 30 % гелия. Точнее надо искать в литературе.

caco-laco в сообщении #756690 писал(а):

И тут же эти незначительные разницы. Они настолько маленькие, но очень важные. А в чем их важность - я не понимаю.

Если бы Вселенная была абсолютно однородной, галактики не могли бы образоваться. Отклонения в температуре реликтового излучения связаны с тем, что плотность вещества в эпоху образования реликтового излучения была не строго одинаковой всюду, а немного отличалась в разных местах. Потом области с повышенной плотностью стали сжиматься под действием собственной гравитации и образовали скопления галактик.

P.S. Тему-то Вы как-то невнятно назвали...

[Munin]

caco-laco в сообщении #756690 писал(а):

Подскажите, пожалуйста - разница в температурах очень небольшая, буквально тысячные доли.

Ещё меньше. Порядок $10^{-5},$ то есть, это стотысячные доли, или десятки миллионных долей.

caco-laco в сообщении #756690 писал(а):

Говоря грубо - я вижу межзвездный и межгалактический газ. В основном это газ. Пылевые облака, етс.
Если я понимаю правильно - основная масса, которую наблюдают в различные телескопы - это оно + звёздная масса.

Расклад наоборот. В основном мы видим именно звёзды. И только сложными специальными методами можно увидеть газ и пыль. И то, далеко не везде и не всегда: они должны быть, в некотором смысле, "подсвечены" звёздами. В остальном, их наличие косвенно оценивают.

Но основная масса - именно газ, а звёзды и пыль - примерно в 10 раз меньше, чем газ, по массе.

[nestoronij]

Визуальные наблюдения конечно не актуальны. Анализ излучения эл-маг. волн при взаимодействии пыли и газа и обработка информации - может выявить и пыль и газ и процессы, сопровождающие такое взаимодействие. Кстати, любопытно, уж коль Мы затронули, такие расстояния. Человек живёт много - много лет на Земле. Вдаль он усмотрел на , примерно,, 100 миллионов лет. А в Землю Матушку, всего на 11.5 км.

[MacSinus]

nestoronij в сообщении #756785 писал(а):

Визуальные наблюдения конечно не актуальны. Анализ излучения эл-маг. волн при взаимодействии пыли и газа и обработка информации - может выявить и пыль и газ и процессы, сопровождающие такое взаимодействие. Кстати, любопытно, уж коль Мы затронули, такие расстояния. Человек живёт много - много лет на Земле. Вдаль он усмотрел на , примерно,, 100 миллионов лет. А в Землю Матушку, всего на 11.5 км.

Ну вы, конечно, утрируете. На одинодцать километров мы прокопали вглубь, и то, если я правильно помню, там цифра в 13,6 км, но не суть. А прошить землю - так мы уже ее прошили, вам тут будет в помощь любая книга по геофизике. Сейсмические волны, все такое. Есть методы, использующие космическое излучение, но они вроде как только набирают оборот. А космос мы затрагиваем тоже весьма косвенным образом, мы прото регистрируем излучение и все. И да, но это уже неважные придирки, в науке в световых годах почти ничего не используют, так, на будущее.

[мат-ламер]

caco-laco в сообщении #756690 писал(а):

И оно указывает на древнее событие во всем пространстве Вселенной.

А почему на всём пространстве? Вселенная большая и нам доступна для наблюдений лишь небольшая часть её. В наше видимой части неравномерность распределилась таким образом, как мы видим (т.е. как измерили спутники). В другой части неравномерность распределится по-другому. А в чём проблема? Может физика хотят, чтобы неравномерность была меньше? Неравномерность возникает ввиду того, что при возникновении материи отношение между возникающими частицами и античастицами есть величина случайная. Это отношение хотя и близко к единице, но всё же не равно ей. И как случайная величина это отношение имеет дисперсию. Т.о. возникла первичная неоднородность распределения вещества. В дальнейшем эта неопределённость стала только усугубляться.

[Munin]

MacSinus в сообщении #756885 писал(а):

Ну вы, конечно, утрируете.

Вместо 10 миллиардов 100 миллионов? Это "конечно, утрирует". В сто раз занижена цифра.

MacSinus в сообщении #756885 писал(а):

Есть методы, использующие космическое излучение, но они вроде как только набирают оборот.

Нет таких методов. Единственное излучение, способное проникнуть сквозь 12 тыс. км - это нейтрино, а у него ужасно низкая чувствительность.

MacSinus в сообщении #756885 писал(а):

И да, но это уже неважные придирки, в науке в световых годах почти ничего не используют, так, на будущее.

Тут, на самом деле, интересно. Используют. Астрономия - очень масштабная наука. Она простирается от расстояний в считанные километры и до размеров Вселенной. Разумеется, сначала используются те же самые километры. Потом, как эталон звёздных размеров - $R_\odot.$ Потом - а. е. Это всё мелочи (а. е. - 8 световых минут). Но дальше начинается чересполосица. Есть две единицы, используемые то тут, то там: световой год и парсек. Скажем, ближайшие звёзды обычно указываются в св. годах. Более далёкие звёзды - в пк. Потом мы выходим на масштабы Галактики - и снова идут св. годы. Расстояния до галактик - часто в св. годах. Но часто и в пк. (Надо сказать, константа Хаббла обычно задаётся в км/сек/Мпк). И наконец, в космологических масштабах вместо непосредственно расстояния используется величина красного смещения $z.$ Она безразмерная. Но её можно пересчитать в расстояние. Так вот, перерасчитывают - обычно в св. годы.

Вызвано это тем, что данные астрономии накапливались многие годы - не то что годы - века. И пересчитывать старые числа в новые единицы нехорошо: теряется точность. Которая и так невелика. ("Астрономическая точность" - далеко не ко всем числам в астрономии относится. Большая точность у исходных чисел нужна, чтобы у окончательных была хоть какая-то приемлемая. Например, точное измерение параллакса приводит к довольно грубым цифрам расстояния.) А сами старые числа записывались то в св. годах, то в пк, в зависимости от эпохи, от того, в чём было удобнее измерять, на что была мода, и вообще, сами единицы "световой год" и "парсек" тоже не стояли на месте, а постепенно уточнялись. Наперегонки и с переменным успехом. Для светового года надо было уточнить длительность года и величину скорости света, а для парсека - поперечник орбиты Земли. Которая, кстати, не круглая.

Так что, нельзя сказать, что св. годы не используют. Сейчас во многих разделах астрономии в моде пк, это да. Но разницы особой уже нет: можно вычислять значения в одном, а можно в другом, это уже вопрос моды и вкуса (кроме расстояний до звёзд, для них по-прежнему удобней пк). От пк удобнее создавать производные: кпк, Мпк, Гпк (практически не используется). Но это в русском языке: в английском не хуже себя чувствуют kly, Mly, Gly. И конечно, св. годы нагляднее и образнее.

-- 23.08.2013 17:14:44 --

мат-ламер в сообщении #756921 писал(а):

А в чём проблема? Может физика хотят, чтобы неравномерность была меньше?

Всё наоборот. Физика предсказывает, что неравномерность должна быть больше. Это была космологическая проблема, для решения которой пришлось построить теорию инфляции.

мат-ламер в сообщении #756921 писал(а):

Неравномерность возникает ввиду того, что при возникновении материи отношение между возникающими частицами и античастицами есть величина случайная.

Вот как раз это отношение не случайное, а ровно 1 к 1. А другие параметры - случайные. Плотность, температура, например.

мат-ламер в сообщении #756921 писал(а):

Это отношение хотя и близко к единице, но всё же не равно ей. И как случайная величина это отношение имеет дисперсию.

Даже если рассматривать это отношение точнее, чем 1 к 1, то всё равно оно не случайное.

Я даже помню, мы с вами как-то обсуждали это. Но вы, видимо, плохо запомнили.

мат-ламер в сообщении #756921 писал(а):

Т.о. возникла первичная неоднородность распределения вещества.

Нет, она была обязана, повторяю, другим параметрам.

[caco-laco]

Спасибо всем за ответы.

Munin в сообщении #756940 писал(а):

мат-ламер в сообщении #756921 писал(а):

Неравномерность возникает ввиду того, что при возникновении материи отношение между возникающими частицами и античастицами есть величина случайная.

Вот как раз это отношение не случайное, а ровно 1 к 1. А другие параметры - случайные. Плотность, температура, например.

Непонятно.
мат-ламер говорит о том, что осталось вещество после взаимной аннигиляции.
И количество частиц оставшегося вещества случайно.
А вы говорите 1 к 1. Тогда откуда вещество?

[мат-ламер]

caco-laco в сообщении #757018 писал(а):

мат-ламер говорит о том, что осталось вещество после взаимной аннигиляции

Да, что ввиду какого-то нарушения симметрии частиц образовалось больше, чем античастиц. Munin намекает, что это где-то обсуждалось. Попробую поискать.

[Munin]

caco-laco в сообщении #757018 писал(а):

мат-ламер говорит о том, что осталось вещество после взаимной аннигиляции.

Это верно.

caco-laco в сообщении #757018 писал(а):

И количество частиц оставшегося вещества случайно.

Это неверно.

caco-laco в сообщении #757018 писал(а):

А вы говорите 1 к 1. Тогда откуда вещество?

Оттуда, что на самом деле, примерно, 1,000 000 001 : 1.
Но это отношение, в противоположность тому, что подумал мат-ламер, не случайно. Хотя и не известно точнее, чем до порядка.

[caco-laco]

Munin, подскажите, когда сталкивают частицы в ускорителях - водород возникает?

-- 23.08.2013, 19:25 --

И ещё у меня вопрос, который может оказаться глупым.
Чисто гипотетически.
Допустим, есть сверхмощный компьютер, для которого неважно какой сложности задача. Типа квантового.
Тогда возможно ли написать программу, задать достаточное количество элементарных частиц, ввести излучение, гравитацию и пр. И всё, когда алгоритм задан, больше не вмешиваемся и наблюдаем))
Вещество комкуется, зажигаются звезды, появляются планеты, животные, люди))
Сможем ли мы когда-нибудь собрать все необходимые данные для этого?

[Munin]

caco-laco в сообщении #757042 писал(а):

Munin, подскажите, когда сталкивают частицы в ускорителях - водород возникает?

Нет, возникают ядра водорода - протоны. Чтобы они стали водородом, они должны ещё захватить электрон.

caco-laco в сообщении #757042 писал(а):

И ещё у меня вопрос, который может оказаться глупым.
Чисто гипотетически.
Допустим, есть сверхмощный компьютер, для которого неважно какой сложности задача. Типа квантового.
Тогда возможно ли написать программу, задать достаточное количество элементарных частиц, ввести излучение, гравитацию и пр. И всё, когда алгоритм задан, больше не вмешиваемся и наблюдаем))
Вещество комкуется, зажигаются звезды, появляются планеты, животные, люди))
Сможем ли мы когда-нибудь собрать все необходимые данные для этого?

Считается, что мы уже собрали для этого необходимые данные. Вполне достаточно, чтобы вещество комковалось, зажигались звёзды, появлялись планеты. Не совсем ясно, как появляется жизнь. Дальше - опять понятно, если считать, что люди - это такие очень умные обезьяны.

Проблема только в сверхмощности компьютера. Даже если всю Землю превратить в квановый компьютер, этого будет недостаточно. Так что мечта остаётся мечтой.

[caco-laco]

Munin в сообщении #757072 писал(а):

Нет, возникают ядра водорода - протоны.

Спасибо.
А они именно ядра? в смысле с нейтронами?

Munin в сообщении #757072 писал(а):

Чтобы они стали водородом, они должны ещё захватить электрон.

Я хочу понять, почему считается, что такие столкновения моделируют маленький Большой взрыв.
Электроны не захватываются потому что энергии не хватает?

Munin в сообщении #757072 писал(а):

Даже если всю Землю превратить в квантовый компьютер, этого будет недостаточно. Так что мечта остаётся мечтой.

Эх, какая жалость.

-- 23.08.2013, 21:12 --

Munin в сообщении #757072 писал(а):

Не совсем ясно, как появляется жизнь.

А в этом же и смысл. Мы бы и увидели как она появляется.

-- 23.08.2013, 21:30 --

А кроме того и физические теории было бы здорово проверять.

[Munin]

caco-laco в сообщении #757089 писал(а):

Спасибо.
А они именно ядра? в смысле с нейтронами?

Протон - это такое ядро, которое без нейтронов. В нём 0 нейтронов, если угодно. (Водород - единственный элемент, имеющий такие ядра.)

caco-laco в сообщении #757089 писал(а):

Я хочу понять, почему считается, что такие столкновения моделируют маленький Большой взрыв.

А они не моделируют. Это журналистские выдумки. Учёные объяснили журналистам, что с помощью таких столкновений можно изучить Большой Взрыв, а журналисты безграмотно пересказали.

Всё дело в том, что результаты столкновения частиц сильно зависят от энергии. Есть физика низких энергий - это буквально вся-вся-вся физика, все известные вам предметы и явления - и есть физика высоких энергий. Физика высоких энергий бывает всего в 2-3 местах во Вселенной: Большой Взрыв и то, что человек делает в ускорителях. Ну и, в некоторой степени, взрывы звёзд, нейтронные звёзды, чёрные дыры, космические струи газа.

Но физика высоких энергий (HEP - High Energy Physics) всё равно очень интересна. Дело в том, что высокие энергии - это, одновременно, самые маленькие и фундаментальные кирпичики материи. Когда исследователи изучали молекулы, атомы, атомные ядра, субъядерные частицы - они углублялись во всё более мелкие масштабы, и одновременно уходили во всё более высокие энергии. Поэтому, в каком-то смысле, физика высоких энергий - это первооснова всей остальной физики. Вот почему она интересна в первую очередь, а не из-за Большого Взрыва.

caco-laco в сообщении #757089 писал(а):

Электроны не захватываются потому что энергии не хватает?

Как раз наоборот, потому что у таких протонов слишком большая энергия, и при встрече с любым электроном они сталкиваются и разлетаются прочь. Чтобы захватить электрон, надо к нему подойти медленно и спокойно.

caco-laco в сообщении #757089 писал(а):

А в этом же и смысл. Мы бы и увидели как она появляется.

Это проще сделать, моделируя не отдельные элементарные частицы, а сразу молекулы. И не проходя всякие звёзды, а сразу взяв то, что было на ранней Земле. И то, слишком сложно для современной техники (на будущее не зарекаюсь).

caco-laco в сообщении #757089 писал(а):

А кроме того и физические теории было бы здорово проверять.

Их так и проверяют. Точнее, проделав некоторые математические вычисления с ручкой и бумажкой, их проверить проще, чем загружая этим компьютер. И пока этот способ не исчерпан, он основной. Но кое-что делают и компьютеры. Например, с помощью компьютеров моделируют образование галактик из газа, образование и взрыв звезды, ядерные реакции, устройство протона из кварков. Если вы почитаете книги, вы обо всём этом узнаете много интересного.

[caco-laco]

Munin спасибо.