Концепции современного естествознания. КСЕ 2 лаба. Закон Хаббла. Динамика материальной точки
 Скачать 46.13 Kb.
|
|
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербурга национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики Кафедра Безопасные информационные технологии Отчёт по лабораторной работе №2 По дисциплине «Концепции современного естествознания» на тему « Закон Хаббла. Динамика материальной точки» Выполнил Студент гр. №Р3250 Плющ К.Г Проверил Преподаватель Комарова И.Э Санкт-Петербург 2016 Ход работы: 1.Зная соотношения космических размерностей длины, выразить постоянную Хаббла в единицах системы СИ. Р е ш е н и е: Из закона Хаббла v = HL следует, что [Н] = с-1, т.е. по физическому смыслу постоянная Хаббла – величина, обратная времени. Из космических наблюдений ее значение на сегодняшний день лежит в пределах:  .Отсюда можно найти, что:  Среднее значение:  2. Пользуясь законом Хаббла, определить расстояние до «горизонта» Вселенной, привязывая последний к краевым галактикам, удаляющимся со световой скоростью. О т в е т:  3. Определить «возраст» Вселенной из условной ретроспективы, что краевая галактика на протяжении истории Вселенной двигалась с постоянной скоростью из точки, давшей начало Вселенной. О т в е т:  млрд лет4. Выведите основное уравнение динамики Вселенной, пользуясь классическим (ньютоновским) подходом. Р е ш е н и е: Считая Вселенную скоплением равномерно распределенных в пространстве материальных точек, каждая из которых обладает как кинетической энергией (за счет собственного движения), так и потенциальной (за счет притяжения ко всем остальным галактикам), запишем выражение для полной энергии краевой (см. п. 2) галактики:  где m и М соответственно масса галактики и (остальной) Вселенной, v – скорость движения галактики, R – ее расстояние от условно выбранного центра, - гравитационная постоянная. 5. Считая Вселенную консервативной системой (т.е. сохраняющей во времени полную энергию) и рассматривая ее с позиций механической (ньютоновской) картины мира, получите характеристики эволюции Вселенной при условии E = 0. Р е ш е н и е: Из выражения полной энергии галактики легко найти, что:  Таким образом, при  получаем  , а при  Зарисуйте график динамики R и объясните ход кривой. Это – так называемая модель критической Вселенной, или модель Эйнштейна – де Ситтера.  Выражение для v представляет дифференциальное уравнение для R, которое имеет решение в аналитическом виде:  .Интегрируя, получаем:  Задав R (0) =0, имеем  ВыводВ ходе данной лабораторной работы мы познакомились с законом Хаббла, определили приблизительный радиус вселенной, а также е возраст. Вывели основное уравнение динамики вселенной и получили характеристику эволюции в виде зависимости Вселенной от времени. Список источников http://elementy.ru/trefil/21148/Zakon_Khabbla http://www.zabaznov.ru/statyi/nauka/spacecom.html http://www.online-life.cc/1329-zvezdnyy-put-enterprayz-2001-2005.html |