ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер 108.1: Строение и эволюция Вселенной

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо проанализировать каждый из предложенных вариантов с точки зрения современной космологии и наблюдательной астрономии. Нам нужно найти явление, которое является прямым доказательством того, что пространство Вселенной расширяется.

Вычисление и анализ вариантов:

• Вариант 1: красное смещение в спектрах далёких галактик. Эдвин Хаббл обнаружил, что линии в спектрах большинства галактик смещены в красную сторону (в сторону больших длин волн). Это объясняется эффектом Доплера для света: если источник удаляется от наблюдателя, длина волны принимаемого излучения увеличивается. Чем дальше находится галактика, тем больше её скорость удаления (v=H₀d). Именно это систематическое удаление галактик друг от друга интерпретируется как расширение самой ткани пространства-времени.
• Вариант 2: вращение галактик вокруг оси. Это локальное динамическое свойство отдельных галактик, обусловленное гравитацией внутри них и сохранением момента импульса при их формировании. Оно не связано с глобальным расширением Вселенной.
• Вариант 3: чёрные дыры в ядрах галактик. Наличие сверхмассивных чёрных дыр — важный элемент эволюции галактик, но сам факт их существования не указывает на расширение Вселенной.
• Вариант 4: наличие газа и пыли в спиральных галактиках. Это характеристика межзвёздной среды и материала для звездообразования внутри конкретной галактики, также не имеющая отношения к космологическому расширению.

Проверка и вывод: Красное смещение является фундаментальным наблюдательным фактом, подтверждающим модель расширяющейся Вселенной (теория Большого взрыва). Другие варианты описывают процессы, происходящие внутри уже существующих структур, а не динамику всей Вселенной.