V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Geometrie vesmíru
V modelech založených kosmologickém principu musí být trojrozměrný prostor homogenní a
izotropní, tj.cz/Gravitace5-1.: Relativistická kosmologie
si tedy vesmír můžeme představit jako prostor naplněný řídce rozprostřeným "prachem" *).3)
Při modelování hmoty zaplňující vesmír formě ideální kapaliny pro rešení rovnic třeba znát
závislost hustoty tlaku tj.4)
kde veličina rozměrem délky) udává poloměr křivosti prostoru parametr 1,0,-1
charakterizuje typ geometrie prostoru:
http://astronuklfyzika.Ullmann V.
*) Toto "řídké rozprostření" platí nynější etapě, počátcích evoluce vesmíru jednalo "husté rozprostření".
q Druhým extrémem předpoklad, vesmír zaplněn pouze zářením, pro nějž poměr tlaku a
hustoty dosahuje největší hodnoty srovnání všemi ostatními formami hmoty: ρ/3.2008 12:14:37]
. kosmologické
aproximaci proto můžeme celý vesmír považovat vyplněný ideálním "plynem", jehož molekulami
jsou galaxie nebo spíše kupy galaxií.htm 11) [15.
V kosmologii tedy abstrahuje konkrétních lokálních struktur, jako hmota uvažuje většinou
"prach" "plyn" (ideální kapalina) může být jak plyn obvyklém slova smyslu, tak
relativistický "plyn" fotonů, nejčastěji však plyn, jehož "molekulami" jsou hvězdy, galaxie nebo
kupy galaxií. Délkový element takovém prostoru obvykle vyjadřuje tvaru
(5. Pro rozbor základních otázek však stačí omezit
se dva krajní případy :
q Nekoherentní hmotný prach nevytvářející žádný tlak (p=0); tak tomu vesmíru zaplněného
volnými částicemi (hvězdami nebo galaxiemi) vykonávajícími jen nepatrné vzájemné pohyby. diferenciální
geometrii ukazuje [214],[155], takovým trojrozměrným prostorem prostor konstantní
křivostí (nezávislou prostorových souřadnicích ani směru), který sféricky symetrický
vzhledem každému bodu; libovolný bod proto může být zvolen počátek r=0 prostorových
souřadnic. všechny body všechny směry jsou zde rovnocenné, ničím neliší. Tenzor energie-hybnosti takové kosmologicky rozprostřené
hmoty vesmíru proto vyjadřuje tvaru odpovídajícím ideální kapalině
Tik gik (5. stavovou rovnici.10. Stejnoměrné rozložení zprůměrované hmoty vesmíru (kosmologický princip) je
podobné homogennosti plynu (nebo kapaliny), který molekulárních měřítcích velmi
nehomogenní, avšak makroskopického hlediska jeví dokonale homogenní
