Вселенная возникновение. Космология и ее предмет. Как возникла Вселенная: современный взгляд
Большинство астрономов поддерживает идею о том, что Вселенная произошла от «пузырька», в тысячи раз меньшего, чем булавочная головка, но невероятно горячего и плотного. Почти 13,8 млрд лет назад он взорвался, и именно это событие называют «Большим взрывом». В тот момент начали свое существование космос, время, энергия и материя. За очень малый промежуток времени Вселенная расширилась от размеров субатомной частицы до размеров апельсина, а затем продолжила расширение, постепенно приобретая современный вид. Именно Большой взрыв объясняет различные параметры известной нам сегодня Вселенной, и именно Большой взрыв предопределил, как она будет развиваться в будущем и, возможно, погибнет через миллиарды и миллиарды лет. Изучение Большого взрыва - это поиск ответа на вопрос о том, каким было начало «всего» и каким будет его конец.
Один из способов проверить теорию - посмотреть, как темная материя распространяется во Вселенной и видеть, соответствует ли она свойствам предложенной сверхтекучей жидкости, сказал Дас. Однако новые уравнения - всего лишь один из способов примирить квантовую механику и общую теорию относительности. Например, часть теории струн, известная как предсказывает, что у Вселенной когда-то была старая статическая фаза, в то время как другие теории предсказывают, что когда-то существовал космический «отскок», когда вселенная сначала сокращалась до тех пор, пока она не достигла очень небольшого размера, тогда начал расширяться, сказал Бранденберг.
Первые мгновения
Астрофизики задаются вопросом, что было в начале Вселенной и что было до ее начала. Благодаря физико-математическим исследованиям уже получены некоторые ответы на такие вопросы. Но ответы, удовлетворяющие физиков-теоретиков, не всегда доступны пониманию широкой публики и переносу в нашу повседневную реальность. Другими словами, ряд концепций следует принять «по определению», не пытаясь найти эмпирические примеры в сегодняшней Вселенной, которые позволили бы понять, что произошло в первые мгновения после Большого взрыва.
В любом случае, вселенная была когда-то очень, очень маленькой и горячей. «Тот факт, что в очень раннем возрасте есть горячий огненный шар: это подтверждается», - сказал Бранденберг «Живая наука». Когда вы пытаетесь вернуться полностью к сингулярности, это - когда возникают проблемы.
Этот пост, последний в моей серии о космологии, изучении происхождения и эволюции Вселенной в целом, рассказывает о теории устойчивого состояния. Что такое Теория устойчивого состояния? Теория Большого Взрыва утверждает, что Вселенная возникла из невероятно жаркого и плотного состояния 7 миллиардов лет назад и с тех пор расширяется и охлаждается. В настоящее время это общепринято большинством космологов. Однако это не всегда было так, и какое-то время теория устойчивого состояния была очень популярна.
Начало
В начале времени и космоса, вполне вероятно, существовала «гравитационная сингулярность», то есть то, что мы можем определить как геометрическую точку, в которой гравитационное поле достигало бесконечно большой величины. Гравитационные сингулярности, существование которых предусмотрено общей теорией относительности Альберта Эйнштейна, образуются тогда, когда плотность вещества настолько высока, что вызывает коллапс пространства-времени. Сингулярность очень сложно представить как нечто конкретное; она поддается описанию главным образом через математические понятия. Предположив, что Вселенная родилась из Большого взрыва, некоторые исследователи задались вопросом, было ли что-то до него. Проблема осложняется тем, что Большой взрыв дал начало не только пространству, но и самому времени, так что в общей теории относительности идет речь о «пространстве-времени» как о едином целом. Это выводит нас на представление о том, что Большой взрыв не произошел в «пустом пространстве», которое впоследствии заполнила собой расширяющаяся Вселенная, а сам создал как пространство, так и время.
В основе теории устойчивого состояния лежит то, что называется Совершенным Космологическим Принципом, который гласит, что Вселенная бесконечна по размеру, бесконечно старая и, взятая в целом, она одинакова во всех направлениях и во все времена в прошлом и в все время в будущем. Другими словами, Вселенная не развивается и не меняется со временем.
Однако теория признает, что изменения происходят в меньших масштабах. Если мы возьмем небольшую область Вселенной, такую как окрестность Солнца, она со временем меняется, потому что отдельные звезды сжигают свое топливо и умирают, в конечном итоге становясь объектами, такими как черные карлики, звезды нейтронов и черные дыры. Таким образом, если мы возьмем достаточно большую область пространства, и по большому счету мы имеем в виду десятки миллионов световых лет, среднее количество излучаемого света со временем не изменяется.
Эра Планка
То, что появилось сразу после Большого взрыва, имело такие показатели давления и температуры, что его поведение невозможно описать с помощью законов, действующих в современной Вселенной. Фаза, непосредственно последовавшая за Большим взрывом, называется «эрой Планка» в честь немецкого ученого Макса Планка. Она охватывает период от Большого взрыва до времени 10 × -43 степени с после него (это время называется «временем Планка»). За этот очень короткий период Вселенная достигла размера 10 × — 33 степени см, а температура опустилась до 10 × 32 степени °С, то есть до ста тысяч миллиардов миллиардов миллиардов градусов.
Смотрите примечание. Солнце будет длиться около 5-6 миллиардов лет, прежде чем он закончит топливо. Как это работает с расширяющейся Вселенной? Вселенная состоит из галактик, каждая из которых содержит много миллиардов звезд. Наш Млечный Путь - большая галактика и, как полагают, содержит более 400 миллиардов звезд.
Какой Млечный Путь будет выглядеть на большом расстоянии. В этом сообщении обсуждаются доказательства темной материи, таинственной субстанции, составляющей около 25% массы Вселенной. Конечная судьба Вселенной. Он основан на нескольких сообщениях из моего блога. Ближайшая к Земле, кроме Солнца, находится в 2 световых годах от нас. Фред Хойл представил в модель «Стабильное состояние» то, что он назвал С-полем, где С означает создание. Обычно мы не считаем нужным объяснять, как работает теория, в которую мы даже не верим.
Самый маленький космос
Для того чтобы дать определение этой фазе, Планк сделал сравнительно простое умозаключение. Он спросил себя, существует ли минимальная длина волны, меньше которой невозможно получить никакой информации, то есть такое минимальное значение, меньше которого понятие пространства теряет смысл.
Поскольку самой короткой длиной электромагнитной волны обладают гамма-лучи (она составляет 10 × -33 степени см), Планк догадался, что для меньшей длины волн нет способа получить полную физическую информацию. Перемещающийся со скоростью света гамма-луч проходит за 10 × -43 степени с. расстояние в 10 × -33 степени см. Более короткие промежутки времени находятся за пределами возможности измерения. Поэтому между нулевой точкой Большого взрыва и концом эры Планка нельзя получить никакой физической информации о Вселенной на первом этапе развития.
Однако есть много недоразумений в теории Большого Взрыва. Это включает недоразумения среди других креационистов, которые поэтому иногда оказываются противоположными идеями, которые теоретики Большого Взрыва даже не верят. Поэтому эта статья представляет собой попытку немного понять, что такое теория, и почему, как креационисты, мы не принимайте его. Обратите внимание, что это статья на начальном уровне.
Вначале Герман разработал основную модель Большого Взрыва. Теория не получила широкого признания астрофизиков. Это была не единственная космологическая теория. У сэра Фреда Хойла была конкурирующая теория, называемая теорией устойчивого государства, в которой он утверждал, что во вселенной необходимо постоянно создавать новый материал, чтобы заполнить пробелы, по мере расширения существующего материала. Это был Хойл, который изначально придумал термин «Большой взрыв», в радиопередаче «Он намеревался этот термин стать оскорблением», но теперь он широко используется сторонниками теории.
Вскоре после Большого взрыва
В конце эры Планка от общей совокупности имеющейся во Вселенной энергии отделилась сила гравитации, ставшая самостоятельной. Сразу после этого настал черед сильного ядерного взаимодействия (удерживающего в стабильном состоянии атомные ядра), которое вместе с силами гравитации, электромагнитного взаимодействия и слабого взаимодействия (последнее отвечает за радиоактивный распад) является одной из четырех фундаментальных сил, присутствующих в природе. С их помощью частицы обмениваются энергией. Все это с момента Большого взрыва заняло время до 10 × -36 степени с.
Согласно теории Большого Взрыва, вся материя и все пространство были первоначально частью бесконечно малой точки, называемой Сингулярностью. Теория ничего не говорит о том, откуда эта особенность. Предполагается, что это вызвано случайным квантовым событием.
Это то, о чем говорил Брэд Лемли о квантовых событиях. Для обычного человека может показаться очевидным, что ничто не может произойти ни в чем. Но для квантового физика, на самом деле, ничего нет. Если это выглядит несколько необычным, попробуйте следующее утверждение.
Квантовая теория также утверждает, что вакуум, подобно атомам, подвержен квантовой неопределенности. Это означает, что вещи могут материализоваться из вакуума, хотя они, как правило, исчезают обратно в нее быстро. это явление никогда не наблюдалось непосредственно.
Инфляция
В этот момент началась «эра инфляции». Ее называют так потому, что на этом этапе Вселенная подверглась очень быстрому расширению - «инфляции» (от английского to inflate - «надуваться»). В течение нескольких миллиардных долей секунды Вселенная увеличила свой размер в 10 × 50 степени раз. В ходе инфляционного периода, длившегося с момента Большого взрыва до 10 × -32 с. наблюдались «квантовые флуктуации», вызванные спонтанным формированием пар частица/античастица, придавших пространству-времени довольно неправильную и сложную форму. Эти флуктуации легли в основу гравитационных нарушений однородности, которые, будучи поначалу незначительными, стечением времени выросли и в конце концов сложили наблюдаемые сегодня гигантские космические структуры, такие как галактики и скопления галактик. Частицы вещества и антивещества, сталкиваясь, взаимно уничтожались и производили излучение. Тем не менее в этой игре на уничтожение сохранился излишек вещества: он и составил современную Вселенную.
И никто никогда не видел этого! Астроном Хизер Каупер так выразился в книге детей. Это не похоже на научный аргумент, но больше похоже на доктрину религиозной веры. В начале ничего не было. Самое распространенное заблуждение относительно теории Большого взрыва - идея, согласно которой она учит, что материя взорвалась и распространилась в пустое пространство. Это не то, чему учит теория, и важно как креационисты, что мы не искажаем то, что считают светские ученые. Теория фактически учит тому, что само пространство также мало.
Трудно найти головы, но стоит попробовать, по причинам, которые станут ясными. Таким образом, в точке сингулярности они считают, что во Вселенной все еще существует материя - просто они считают, что сама Вселенная была очень маленькой. Поэтому пространство само по себе простирается до его нынешнего размера. Дело во Вселенной не перемещалось в пространстве во время растяжки. Это то, что мы могли бы эвфемистически назвать ткань пространства, которая растянулась.
Кварки
Спустя примерно 10 × -35 с после Большого взрыва начали образовываться первые частицы -кварки, антикварки,частицы W, Z и электроны.
Из комбинации нескольких кварков впоследствии сложились протоны, нейтроны и их античастицы. Протоны и антипротоны взаимно уничтожились, произведя электромагнитное излучение. Только в этот момент разделились слабое ядерное и электромагнитное взаимодействия.
Стоит решить проблемы, потому что растяжение пространства на самом деле является библейским. Конечно, это не означает, что мы согласны с тем, что Вселенная начиналась как сингулярность. Однако вполне возможно, что Бог создал Вселенную меньше, чем сегодня, и эта концепция является основой креационистской космологии, основанной на расширении гравитационного времени, и обсуждается в нашей технической статье «Вопросы звездного света».
Существует ряд проблем с теорией Большого Взрыва. На данный момент следует отметить, что не только креационисты имеют проблемы с теорией Большого взрыва. Теория не является общепринятой. Например, физик Эрик Лернер назвал себя еретиком Большого Взрыва и написал книгу и веб-сайт по этому вопросу.
Эти явления произошли в период между 10 × -32 и 10 × -5 с после Большого взрыва, когда образовывались первые атомные ядра. С их рождением вещество стало преобладать над излучением, господствовавшим прежде. Однако температура Вселенной достигала еще 10 млрд градусов, поэтому излучение и вещество превращались друг в друга.
Лишь спустя примерно 300 тыс. лет после Большого взрыва, когда температура опустилась до 3300°С, Вселенная, бывшая до этого бесформенным облаком, стала прозрачной для электромагнитного излучения. И тогда начали образовываться первые атомы водорода, гелия и лития - самые легкие элементы Вселенной.
Одна очень большая проблема с теорией заключается в ее неспособности определить, откуда возникла особенность. Теоретические астрофизики разделили космологическую историю своей теорией на ряд эпох, когда условия были разными. Эти эпохи показаны на диаграмме выше. Конечно, все их расчеты по таким вопросам являются теоретическими, а не экспериментальными, поэтому они не квалифицируются как наука о науке. Есть две причины, по которым они найдут результаты. Во-вторых, этот эксперимент, необычно, имеет реальный конец.
Экспериментаторы уже знают, какой вывод они хотят проверить, поэтому любые результаты, которые они достигнут, будут показаны для проверки того, что они требуют. Для предположительно случайного события расчеты вокруг теории Большого взрыва дают слишком хороший результат. Роберт Мэтьюз, который на самом деле неверующий, сказал следующее.
Фоновое излучение
Примерно 300 тыс. лет спустя после Большого взрыва появилось космическое фоновое излучение — самое близкое к Большому взрыву излучение, сегодня получаемое нами. Это первый вид излучения, которое в разреженной теперь Вселенной не улавливается незамедлительно атомными или субатомными частицами, а блуждает по космосу в виде фотонов. С этого момента первичное вещество начинает постепенно складываться в звезды, квазары и галактики. Сегодня при помощи самых мощных телескопов мы пытаемся бросить взгляд на эти объекты - самые древние и самые далекие в нашей Вселенной. Любая дополнительная информация, полученная от них, может позволить нам лучше узнать о наиболее загадочном моменте нашей истории - Большом взрыве.
Почему, например, наша Вселенная и ее законы справедливы для существования жизни? Некоторые утверждают, что это потому, что он был специально создан для нас доброжелательным создателем. Недостаточно антивещества во Вселенной. Это большая проблема для теоретиков. Первоначальный «Большой взрыв» обеспечил бы равное количество положительного и отрицательного. Но существует лишь небольшое количество антиматерии. Там должно быть столько антиматерии, сколько материи - если бы Большой взрыв был правдой.
Теория говорит нам, что там должна быть антиматерия, и наблюдение отказывается ее поддерживать. На самом деле, для их расчетов не существует какой-либо материи. По этой причине постулируется концепция темной материи. Темная материя - это вопрос, который не может быть обнаружен, но он должен быть там, иначе их вычисления не сработают! У них есть аналогичная проблема с недостаточной энергией во Вселенной, поэтому они разработали идею темной энергии. Что показывают эти концепции, так это то, что теория Большого Взрыва не является действительно удовлетворительной теорией, но на данный момент это лучшее, что у них есть.
Модели Вселенной
В 20-е годы прошлого столетия популярностью среди космологов пользовалась идея Вселенной, в которой отталкивающие и притягивающие гравитационные силы находятся в хрупком равновесии, возможном благодаря «космологической константе», умозрительно введенной Альбертом Эйнштейном в его общей теории относительности. Он ввел эту константу для того, чтобы объяснить наличие отталкивающей силы вещества, которая должна была уравновесить гравитационное притяжение. Это было необходимо, чтобы получить равновесную космологическую модель - свойство, считавшееся базовым для всех моделей нашей Вселенной.
Поэтому он напоминает автомобиль, который у меня был в дни моего колледжа, который держался вместе струнной и клейкой лентой. Даже светские астрофизики осознали проблемы, связанные с темной материей и энергией. Израильский астрофизик Моше Кармели разработал 5-мерную космологию, основанную на принципах Эйнштейна, и назвал Космологическую специальную относительность.
Последней проблемой, стоящей перед теорией Большого взрыва, является так называемая проблема Горизонта. Многие «Большие Бандеры» рассказывают о концепции космического излучения микроволнового фона. Надеюсь, что этот краткий взгляд на теорию Большого взрыва поможет креационистам не искажать теорию. Например, креационисты не должны спрашивать «как может что-то взорваться в ничто». Теория Большого Взрыва на самом деле не теория о взрыве. Это название было дано теории ранним противником теории.
Расширение
Тем временем многие астрономы отмечали, что большая часть галактик обнаруживала в спектре своего света смещение линий в красную сторону -явление, известное как «красное смещение». Этот факт поддавался простому объяснению, если его воспринимать как результат эффекта Доплера - того же самого, благодаря которому звук удаляющейся сирены слышится более низким, чем приближающейся. Все это имело смысл в том случае, если принять как данность, что галактики отдаляются друг от друга. Фундаментальный вклад в это исследование внес немецкий астроном Карл Вирц: детально изучив около сорока галактик, он обнаружил, что чем слабее их свет, тем дальше они находятся от нас, тем сильнее красное смещение в их спектрах. Это означало, что более далекие галактики удаляются быстрее, чем ближние. Но чтобы убедиться в правильности выводов Вирца, пришлось дождаться исследований Эдвина Хаббла.
Тем не менее, мы видели, что существует множество оправданных обвинений на уровне теории Большого взрыва, таких как его зависимость от «факторов скрипки», таких как темная материя. Мы также видели, что теория Большого Взрыва не является монолитной теорией. Существует значительное меньшинство атеистических, светских ученых, которые этого не принимают.
Больше всего мы не принимаем теорию Большого взрыва, потому что она небиблейская. Это говорит о том, что на Земле нет особого места, тогда как Библия говорит нам, что это так. Несмотря на то, что небеса были огромными и прекрасными, они все же были созданы для нашей пользы и, самое главное, чтобы воздать славу Богу.
Нестабильный космос
Российский математик Александр Фридман и бельгийский астроном Жорж-Анри Леметр пришли к выводу, что, несмотря на введение космологической константы, Вселенная Эйнштейна нестабильна и было бы достаточно небольшой флуктуации, чтобы вызвать ее бесконечное расширение или сжатие. Наблюдения Хаббла позволили заключить, что Вселенная расширяется. Леметр разработал также теорию о том, что Вселенная происходит от «первородного атома», давшего начало всему. Несмотря на многочисленные подтверждающие эту теорию данные, она была подвергнута острой критике. Тем не менее идея не умерла; напротив, ее поддержал физик Джордж Гамов, теоретически подтвердивший возможность рождения Вселенной в результате колоссального взрыва.
Стационарная Вселенная
Тем временем другой астроном, Фред Хойл, выдвинул идею о том, что Вселенная может расширяться в «стационарном состоянии»: галактики удаляются друг от друга, но в пространстве между ними постоянно рождается новое вещество. Именно Хойл с иронией назвал гипотезу своих коллег «Большим взрывом» (Big Bang). Но в итоге научный мир поддержал гипотезу Большого взрыва, выдвинутую Гамовым, а в конце 1960-х годов она трансформировалась в конкретную теорию, подтвержденную в конце 1990-х спутниками СОВЕ и WMAP.
Фоновое излучение
Через несколько сотен секунд после Большого взрыва радиус Вселенной составлял всего несколько световых минут, а вещество уже включало в себя базовые элементы атомов - взаимодействующих друг с другом электронов, протонов, нейтронов, и также нейтрино и фотонов (частиц, переносящих энергию). Когда спустя несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва температура опустилась примерно до 3300 °С, количество столкновений фотонов и других частиц уменьшилось, и фотоны стали свободно распространяться во Вселенной.
Все холоднее и холоднее
Расширение повлекло за собой дальнейшее снижение температуры, опустившейся в конце концов до 3 К, то есть всего на три градуса выше абсолютного нуля (-273°С). Эта температура «отпечаталась» на блуждающих фотонах, которые, все реже сталкиваясь с другими частицами во все менее плотной Вселенной, дожили до наших дней. Сегодня они считаются самыми главными свидетелями тех далеких времен. Именно блуждающие фотоны образуют так называемое «фоновое космическое излучение». Оно было открыто в 1964 году радиоастрономами Арно Пензиасом и Робертом Вильсоном, удостоенными за это Нобелевской премии по физике в 1978 году.
Открытое случайно
На самом деле исследователи занимались наладкой антенны нового типа для приема микроволн. В ходе работы ученые приняли неизвестное излучение, причем поначалу решили, что оно имеет земное происхождение. Но скоро Пензиас и Вильсон поняли, что «слушают» космическое излучение, существование которого Гамов и его коллеги предполагали еще в 1948 году, - нечто вроде «эха» Большого взрыва. Открытие фонового излучения имело (колоссальную важность, поскольку стандартная модель Вселенной предусматривала наличие в ней однородного сигнала, распространяющегося на длине волны около миллиметра и пронизывающего весь космос. Именно это и было открыто учеными.
Со спутников
Открытие Пензиаса и Вильсона с годами неоднократно подвергалось проверке, но всегда получало подтверждение. Проверки проводились с борта аэростатов (например, эксперимент «Бумеранг», проведенный совместно Италией и США). Три спутника (СОВЕ, WMAP и Planck) были специально созданы для изучения фоновой радиации и дали великолепные результаты, особенно последние два, которые позволили измерить излучение и получить детали, ранее остававшиеся недоступными. Благодаря анализу полученных со спутников данных обнаружились различия в температуре фонового излучения всего лишь в стотысячные доли градуса. Эта небольшая «рябь» составляет подобие генетического кода живого существа: она и определяет эволюцию Вселенной.
Открытие фонового излучения стало важнейшим доказательством в пользу модели Большого взрыва, похоронившим теорию стационарной Вселенной Хойла.
Возникающие сомнения
Если бы мы смогли на самом деле понять, как произошел Большой взрыв, то ответили бы на тысячу нерешенных вопросов о рождении Вселенной и ее строении. Но ответов на эти вопросы пока нет, несмотря на имеющиеся в распоряжении астрономов самые современные приборы. Главный и наиболее сложный вопрос - как и почему произошел Большой взрыв.
Наши возможности в изучении прошлого Вселенной простираются в глубь времен и останавливаются, как уже говорилось, на точке 10 × -43 с после Большого взрыва. Понять, что произошло до этого момента, может лишь теоретическая физика, и только новые гипотезы унесут нас ко времени «до» Большого взрыва.
Темная материя и темная энергия
Другой важной темой, объяснение которой, возможно, кроется в обстоятельствах Большого взрыва, является происхождение темной материи и темной энергии. Вселенная лишь на 5% состоит из вещества, которое мы можем наблюдать традиционными способами, например, в телескоп, и которое является нам в форме звезд, туманностей, галактик. Остальное состоит на 27% из темной материи и на 68% из темной энергии. Относительно темной материи сегодня выдвинуты некоторые конкретные гипотезы: эта материя невидима, она обнаруживает свое присутствие в галактиках и скоплениях галактик благодаря своей силе притяжения, она могла бы состоять из нескольких еще неизвестных типов частиц, из нейтрино (если их масса не равна нулю) или из звезд исключительно низкой яркости.
Темная энергия, напротив, по-прежнему остается загадкой. О ней известно лишь то, что она действует как отталкивающая сила и заставляет Вселенную расширяться с ускорением, а не с замедлением, как можно было бы ожидать, если бы этой энергии не было.
Красное смещение
Если одни вопросы бросают вызов тем, кто изучает происхождение Вселенной, то другие ставят под сомнение саму теорию Большого взрыва. Первый из таких вопросов касается красного смещения света галактик. Некоторые астрофизики, и среди них американский астроном Хэлтон Арп, считают, что красное смещение вызвано не только удалением галактик, но и явлением, связанным с самой природой наблюдаемых объектов. Если это так, то часть опоры, на которой зиждется теория расширения Вселенной, рухнет. Те, кто еще поддерживает теорию стационарной Вселенной Фреда Хойла, основывает свои полемические выступления именно на этом тезисе. Если Арп прав, для объяснения рождения Вселенной теория Большого взрыва просто не нужна. Впрочем, то, что предлагает Арп, встречает опровержения сторонников теории расширения Вселенной.
Циклическая Вселенная
Теории Большого взрыва и стационарной Вселенной - не единственные, объясняющие существование нашего мира. Как минимум есть еще одна, предполагающая циклическое существование Вселенной. Согласно этой теории, всякий раз, когда Вселенная подходит к концу своей эволюции, она «начинает сначала» посредством нового Большого взрыва. Возможно, при каждом возрождении Вселенная «забывает» характеристики своего прошлого и формирует новые физические законы, рождающиеся на этапе инфляции.
Выполнила студентка гр.ПИ-05-1: Цааева Д.Б.
Грозненский государственный нефтяной институт
имени академика М.Д. Миллионщикова
Данная работа дает описание о том, что собой представляет научная картина мира, так же дается краткое описание представлении о Вселенной (Наше представление о Вселенной, Рождение Вселенной и т.д.).
Данная работа включает 10 страниц.
Научная картина мира - целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях действительности, построенная в результате обобщения и синтеза фундаментальных научных понятий и принципов.
Научная картина мира существенно отличается от религиозных представлений о мире, которые основаны не столько на доказанных фактах, сколько на авторитете пророков и религиозной традиции. Религиозные интерпретации концепции мироздания постоянно изменяются, чтобы приблизить их к современным научным трактовкам. Так, ещё несколько сотен лет назад христиане, буквально толкуя Библию, считали, что небо - твёрдое («твердь»), а мусульмане, согласно Корану, полагали, что Солнце заходит в «мутный колодец». Догмы разных религий, как правило, противоречат друг другу, и эти противоречия весьма трудно преодолеть (в отличие от научных противоречий, которые преодолеваются экспериментальным путём).
Как-то один известный ученый (говорят, это был Бертран Рассел) читал публичную лекцию об астрономии. Он рассказывал, как Земля обращается вокруг Солнца, а Солнце, в свою очередь, обращается вокруг центра огромного скопления звезд, которое называют нашей Галактикой. Когда лекция подошла к концу, из последних рядов зала поднялась маленькая пожилая леди и сказала: "Все, что вы нам говорили, - чепуха. На самом деле наш мир - это плоская тарелка, которая стоит па спине гигантской черепахи". Снисходительно улыбнувшись, ученый спросил: "А на чем держится черепаха?" - "Вы очень умны, молодой человек, - ответила пожилая леди. - Черепаха - на другой черепахе, та - тоже на черепахе, и так все ниже и ниже".
Такое представление о Вселенной как о бесконечной башне из черепах большинству из нас покажется смешным, но почему мы думаем, что сами знаем лучше? Что нам известно о Вселенной, и как мы это узнали? Откуда взялась Вселенная, и что с ней станется? Было ли у Вселенной начало, а если было, то что происходило до начала? Какова сущность времени? Кончится ли оно когда-нибудь? Достижения физики последних лет, которыми мы частично обязаны фантастической новой технике, позволяют наконец получить ответы хотя бы на отдельные из таких давно поставленных вопросов. Пройдет время, и эти ответы, может быть, станут столь же очевидными, как то, что Земля вращается вокруг Солнца, а может быть, столь же нелепыми, как башня из черепах. Только время (чем бы оно ни было) решит это.
В соответствии с данными космологии, Вселенная возникла в результате взрывного процесса, получившего название Большой взрыв, произошедшего около 14 млрд. лет назад. Теория Большого взрыва хорошо согласуется с наблюдаемыми фактами (например, расширением Вселенной и преобладанием водорода) и позволила сделать верные предсказания, в частности, о существовании и параметрах реликтового излучения.
В момент Большого взрыва Вселенная занимала микроскопические, квантовые размеры.
В соответствии с инфляционной моделью, в начальной стадии своей эволюции Вселенная пережила период ускоренного расширения (инфляции). Предполагается, что в этот момент Вселенная была "пустой и холодной" (существовало только высокоэнергетическое скалярное поле), а затем заполнилась горячим веществом, продолжавшим расширяться.
Переход энергии в массу не противоречит физическим законам, например, рождение пары частица-античастица из вакуума можно наблюдать и сейчас в некоторых научных экспериментах.
Одно из важнейших свойств Вселенной - она расширяется, причём ускоренно. Чем дальше расположен объект от нашей галактики, тем быстрее он от нас удаляется (но это не означает, что мы находимся в центре мира: то же самое справедливо для любой точки пространства).
Видимое вещество во Вселенной структурировано в звёздные скопления - галактики. Галактики образуют группы, которые, в свою очередь, входят в сверхскопления галактик. Сверхскопления сосредоточены в основном внутри плоских слоёв, между которыми находится пространство, практически свободное от галактик. Таким образом, в очень больших масштабах Вселенная имеет ячеистую структуру, напоминающую «ноздреватую» структуру хлеба. Однако на ещё больших расстояниях (свыше 1 млрд. световых лет) вещество во Вселенной распределено однородно.
Если в ясную безлунную ночь посмотреть на небо, то, скорее всего, самыми яркими объектами, которые вы увидите, будут планеты Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Кроме того, вы увидите огромное количество звезд, похожих на наше Солнце, но находящихся гораздо дальше от нас. При обращении Земли вокруг Солнца некоторые из этих "неподвижных" звезд чуть-чуть меняют свое положение относительно друг друга, т. е. на самом деле они вовсе не неподвижны!
Дело в том, что они несколько ближе к нам, чем другие. Поскольку же Земля вращается вокруг Солнца, близкие звезды видны все время в разных точках фона более удаленных звезд. Благодаря этому можно непосредственно измерить расстояние от нас до этих звезд: чем они ближе, тем сильнее заметно их перемещение.
Интересно, каким было общее состояние научной мысли до начала XX в.: никому и в голову не пришло, что Вселенная может расширяться или сжиматься. Все считали, что Вселенная либо существовала всегда в неизменном состоянии, либо была сотворена в какой-то момент времени в прошлом примерно такой, какова она сейчас. Отчасти это, может быть, объясняется склонностью людей верить в вечные истины, а также особой притягательностью той мысли, что, пусть сами они состарятся и умрут, Вселенная останется вечной и неизменной.
Горелов А.А. Концепции современного естествознания. – М.: Центр, 2002. – 208с.
Канке В.А. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов. Изд. 2-е, испр. – М.: Логос, 2003. – 368с.
Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. ГУП «Издательство», «Высшая школа», 2001.
