kosmologia
 
Encyklopedia PWN
kosmologia
[gr. kósmos ‘porządek’, ‘ład wszechświata’, lógos ‘słowo’, ‘nauka’],
astr. dział astronomii, którego przedmiotem badań jest Wszechświat jako całość, jego budowa i ewolucja.
Celem kosmologii jest otrzymanie matematycznego modelu Wszechświata, pozwalającego zrozumieć jego obecną skomplikowaną strukturę jako skutek zgodnej z prawami fizyki ewolucji od stanu początkowego. Różne ilościowe dane astronomiczne dotyczą głównie wypełniającej Wszechświat materii, a pośrednio także geometrii przestrzeni. Standardowy model kosmologiczny opisuje ewolucję Wszechświata po tzw. Wielkim Wybuchu (Wielkiego Wybuchu teoria). Poznane teorie fizyczne nie pozwalają badać początkowego okresu w ewolucji Wszechświata, kiedy m.in. powinny występować efekty kwantowe związane z oddziaływaniem grawitacyjnym. Oznacza to nie tylko trudność w poprawnym ilościowo opisie przebiegu ekspansji, ale prowadzi do fundamentalnych problemów z opisem czasu i przestrzeni. Zrozumienie początków ewolucji Wszechświata stanowi wyzwanie dla fizyki; badanie konsekwencji, jakie dla obecnego stanu Wszechświata mogą nieść nowe teorie fizyczne, jest najprostszym testem ich niesprzeczności. Współczesna kosmologia opiera się na ogólnej teorii względności A. Einsteina (1916), a jej podstawą jest badanie relatywistycznych modeli kosmologicznych, wprowadzonych przez A. Friedmana (1922), A.G. Lemaître’a (1927), H.P. Robertsona (1935) i A.G. Walkera (1936). Podstawowe dla kosmologii obserwacje wykazały, że elementarnymi obiektami Wszechświata są galaktyki (E. Hubble 1924), doprowadziły też do wykrycia ekspansji Wszechświata (Hubble 1929), odkrycia obecności mikrofalowego promieniowania tła (A. Penzias i R.W. Wilson 1965) oraz pierwotnego chemicznego składu materii. Wszystkie te fakty są zgodne z hipotezą ewoluującego Wszechświata, który na początku był bardzo gęsty i gorący.
Badanie obiektów astronomicznych i Wszechświata jako całości dostarcza dowodów na istnienie w nim, oprócz zwykłej materii, tzw. ciemnej materii oraz ciemnej energii (kosmologiczna stała), będących źródłem pola grawitacyjnego, ale nie wysyłających obserwowalnego promieniowania. Poznanie natury ciemnej materii i ciemnej energii jest jednym z podstawowych problemów kosmologii i fizyki. Do rozwoju kosmologii niezbędne jest uściślenie ilościowej wiedzy dotyczącej Wszechświata metodami astronomicznymi. Planowane obserwacje mikrofalowego promieniowania tła ze zwiększoną zdolnością rozdzielczą oraz masowe przeglądy nieba, zmierzające do wykrycia położeń milionów galaktyk, pozwolą na lepsze zrozumienie mechanizmu powstawania struktury Wszechświata. Pośrednio mogą także doprowadzić do określenia podstawowych cech ciemnej materii, co może przybliżyć zrozumienie jej natury.
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia