Всесвіт виникнення. Космологія та її предмет. Як виник Всесвіт: сучасний погляд
Більшість астрономів підтримує ідею про те, що Всесвіт походить від «бульбашки», у тисячі разів меншої, ніж шпилькова головка, але неймовірно гарячого та щільного. Майже 13,8 млрд. років тому він вибухнув, і саме цю подію називають «Великим вибухом». У той момент розпочали своє існування космос, час, енергія та матерія. За дуже малий проміжок часу Всесвіт розширився від розмірів субатомної частки до розмірів апельсина, а потім продовжив розширення, поступово набуваючи сучасний вигляд. Саме Великий вибух пояснює різні параметри відомого нам сьогодні Всесвіту, і саме Великий вибух визначив, як він розвиватиметься у майбутньому і, можливо, загине через мільярди та мільярди років. Вивчення Великого вибуху- це пошук відповіді питання про те, яким був початок «всього» і яким буде його кінець.
Один із способів перевірити теорію – подивитися, як темна матерія поширюється у Всесвіті і бачити, чи відповідає вона властивостям запропонованої надплинної рідини, сказав Дас. Однак нові рівняння - лише один із способів примирити квантову механікута загальну теорію відносності. Наприклад, частина теорії струн, відома як передбачає, що у Всесвіті колись була стара статична фаза, тоді як інші теорії передбачають, що колись існував космічний «відскок», коли всесвіт спочатку скорочувався доти, доки він не досягла дуже невеликого розміру, тоді почав розширюватися, сказав Бранденберг.
Перші миті
Астрофізики запитують, що було на початку Всесвіту і що було до його початку. Завдяки фізико-математичним дослідженням вже отримано деякі відповіді такі питання. Але відповіді, що задовольняють фізиків-теоретиків, не завжди доступні розумінню широкої публіки та перенесення до нашої повсякденної реальності. Іншими словами, низку концепцій слід прийняти «за визначенням», не намагаючись знайти емпіричні приклади в сьогоднішньому Всесвіті, які б дозволили зрозуміти, що сталося в перші миті після Великого вибуху.
У будь-якому випадку, всесвіт був колись дуже, дуже маленьким і гарячим. «Той факт, що дуже ранньому віціє гарячий вогненна куля: це підтверджується», - сказав Бранденберг «Жива наука». Коли ви намагаєтеся повернутися повністю до сингулярності, це коли виникають проблеми.
Цей пост, останній у моїй серії про космологію, вивчення походження та еволюції Всесвіту в цілому, розповідає про теорію сталого стану. Що таке Теорія сталого стану? Теорія Великого Вибуху стверджує, що Всесвіт виник з неймовірно жаркого та щільного статку 7 мільярдів років тому і з того часу розширюється та охолоджується. Нині це загальноприйнято більшістю космологів. Однак це не завжди було так, і якийсь час теорія сталого стану була дуже популярною.
початок
На початку часу та космосу, цілком імовірно, існувала «гравітаційна сингулярність», тобто те, що ми можемо визначити як геометричну точку, В якій гравітаційне поле досягало нескінченно великої величини. Гравітаційні сингулярності, існування яких передбачено загальною теорією відносності Альберта Ейнштейна, утворюються тоді, коли щільність речовини настільки висока, що спричиняє колапс простору-часу. Сингулярність дуже складно уявити як щось конкретне; вона піддається опису головним чином через математичні поняття. Припустивши, що Всесвіт народився з Великого вибуху, деякі дослідники запитали, чи було щось до нього. Проблема ускладнюється тим, що Великий вибух дав початок не тільки простору, а й самому часу, тому в загальної теоріївідносності йде мовапро «простір-час» як про єдине ціле. Це виводить нас на уявлення про те, що Великий вибух не стався в «порожньому просторі», яке згодом заповнив собою Всесвіт, що розширюється, а сам створив як простір, так і час.
В основі теорії стійкого стану лежить те, що називається Досконалим Космологічним принципом, Який говорить, що Всесвіт нескінченна за розміром, нескінченно стара і, взята в цілому, вона однакова у всіх напрямках і в усі часи в минулому і в весь час у майбутньому. Іншими словами, Всесвіт не розвивається і не змінюється з часом.
Проте теорія визнає, що зміни відбуваються у менших масштабах. Якщо ми візьмемо не велику областьВсесвіту, таку як околиця Сонця, вона з часом змінюється, тому що окремі зірки спалюють своє паливо і вмирають, зрештою стаючи об'єктами, такими як чорні карлики, зірки нейтронів та чорні дірки. Таким чином, якщо ми візьмемо досить велику область простору, і за великим рахунком ми маємо на увазі десятки мільйонів світлових років, середня кількість світла, що випромінюється, з часом не змінюється.
Ера Планка
Те, що з'явилося відразу після Великого вибуху, мало такі показники тиску та температури, що його поведінку неможливо описати за допомогою законів, що діють у сучасного Всесвіту. Фаза, яка безпосередньо послідувала за Великим вибухом, називається «ерою Планка» на честь німецького вченого Макса Планка. Вона охоплює період від Великого вибуху до часу 10 × -43 ступеня після нього (цей час називається «часом Планка»). За цей дуже короткий період Всесвіт досяг розміру 10 × - 33 ступеня см, а температура опустилася до 10 × 32 ступеня ° С, тобто до ста тисяч мільярдів мільярдів мільярдів градусів.
Дивіться примітку. Сонце триватиме близько 5-6 мільярдів років, перш ніж закінчить паливо. Як це працює з Всесвітом, що розширюється? Всесвіт складається з галактик, кожна з яких містить багато мільярдів зірок. Наш Чумацький шлях- велика галактика і, як вважають, містить понад 400 мільярдів зірок.
Який Чумацький Шлях буде виглядати на великій відстані. У цьому повідомленні обговорюються докази темної матерії, таємничої субстанції, що становить близько 25% маси Всесвіту. Кінцева доляВсесвіту. Він ґрунтується на кількох повідомленнях з мого блогу. Найближча до Землі, крім Сонця, знаходиться за 2 світлові роки від нас. Фред Хойл представив модель «Стабільний стан» те, що він назвав С-полем, де С означає створення. Зазвичай ми вважаємо за потрібне пояснювати, як працює теорія, яку ми навіть віримо.
Найменший космос
Для того щоб дати визначення цій фазі, Планк зробив порівняно простий висновок. Він запитав себе, чи існує мінімальна довжина хвилі, менше якої неможливо отримати жодної інформації, тобто таке мінімальне значення, менше якого поняття простору втрачає сенс.
Оскільки найкоротшою довжиною електромагнітної хвилімають гамма-промені (вона становить 10 × -33 ступеня см), Планк здогадався, що для меншої довжини хвиль немає способу отримати повну фізичну інформацію. Гамма-промінь, що переміщається зі швидкістю світла, проходить за 10 × -43 ступеня с. відстань в 10 × -33 ступеня див. Коротші проміжки часу знаходяться за межами можливості вимірювання. Тому між нульовою точкою Великого вибуху та кінцем ери Планка не можна отримати жодної фізичної інформації про Всесвіт на першому етапі розвитку.
Однак є багато непорозумінь у теорії Великого Вибуху. Це включає непорозуміння серед інших креаціоністів, які іноді виявляються протилежними ідеями, які теоретики Великого Вибуху навіть не вірять. Тому ця стаття є спробою трохи зрозуміти, що таке теорія, і чому, як креаціоністи, ми не приймайте його. Зауважте, що це стаття на початковому рівні.
Спочатку Герман розробив основну модель Великого Вибуху. Теорія не набула широкого визнання астрофізиків. Це була не єдина космологічна теорія. У сер Фреда Хойла була конкуруюча теорія, звана теорією сталої держави, в якій він стверджував, що у всесвіті необхідно постійно створювати новий матеріал, щоб заповнити пробіли, в міру розширення існуючого матеріалу. Це був Хойл, який спочатку вигадав термін «Великий вибух», у радіопередачі «Він мав намір цей термін стати образою», але тепер він широко використовується прихильниками теорії.
Незабаром після Великого вибуху
Наприкінці ери Планка від загальної сукупностінаявної у Всесвіті енергії відокремилася сила гравітації, що стала самостійною. Відразу після цього настала черга сильної ядерної взаємодії (що утримує в стабільному стані атомні ядра), яке разом із силами гравітації, електромагнітної взаємодіїі слабкої взаємодії (останнє відповідає за радіоактивний розпад) є одним із чотирьох фундаментальних сил, присутніх у природі. З допомогою частинки обмінюються енергією. Все це з моменту Великого вибуху зайняло час до 10×36 ступеня с.
Відповідно до теорії Великого Вибуху, вся матерія і весь простір спочатку були частиною нескінченно малої точки, званої Сингулярністю. Теорія нічого не говорить про те, звідки ця особливість. Передбачається, що це викликано випадковою квантовою подією.
Це те, про що говорив Бред Лемлі про квантові події. Для звичайної людиниможе здатися очевидним, що ніщо не може статися ні в чому. Але для квантового фізика, насправді нічого немає. Якщо це виглядає дещо незвичайним, спробуйте наступне твердження.
Квантова теорія також стверджує, що вакуум, подібно до атомів, схильний до квантової невизначеності. Це означає, що речі можуть матеріалізуватися з вакууму, хоча вони, як правило, зникають назад до неї швидко. це явище ніколи не спостерігалося безпосередньо.
Інфляція
У цей момент розпочалася «ера інфляції». Її називають так тому, що на цьому етапі Всесвіт зазнав дуже швидкого розширення – «інфляції» (від англійської to inflate – «надуватися»). Протягом кількох мільярдних часток секунди Всесвіт збільшив свій розмір у 10 × 50 ступеня разів. У ході інфляційного періоду, що тривав з Великого вибуху до 10 × -32 с. спостерігалися «квантові флуктуації», викликані спонтанним формуванням пар частка/античастка, що надали простору-часу досить неправильну і складну форму. Ці флуктуації лягли в основу гравітаційних порушень однорідності, які, спочатку незначними, збігом часу зросли і врешті-решт склали гігантські космічні структури, такі як галактики та скупчення галактик. Частинки речовини та антиречовини, зіштовхуючись, взаємно знищувалися та виробляли випромінювання. Проте в цій грі на знищення зберігся надлишок речовини: він і склав сучасний Всесвіт.
І ніхто ніколи не бачив цього! Астроном Хізер Каупер так висловився у книзі дітей. Це не схоже на науковий аргумент, але більше схоже на доктрину релігійної віри. На початку нічого не було. Найпоширеніша помилка щодо теорії Великого вибуху - ідея, за якою вона вчить, що матерія вибухнула і поширилася на порожній простір. Це не те, чого вчить теорія, і важливо як креаціоністи, що ми не спотворюємо те, що вважають світські вчені. Теорія фактично вчить з того що саме простір також мало.
Важко знайти голови, але варто спробувати з причин, які стануть ясними. Таким чином, у точці сингулярності вони вважають, що у Всесвіті все ще існує матерія - просто вони вважають, що сам Всесвіт був дуже маленьким. Тому простір саме собою тягнеться до його нинішнього розміру. Справа у Всесвіті не переміщалася у просторі під час розтяжки. Це те, що ми могли б евфемістично назвати тканину простору, що розтяглася.
Кварки
Приблизно через 10 × -35 з після Великого вибуху почали утворюватися перші частинки -кварки, антикварки,частки W, Z і електрони.
З комбінації кількох кварків згодом склалися протони, нейтрони та його античастинки. Протони та антипротони взаємно знищилися, здійснивши електромагнітне випромінювання. Тільки в цей момент розділилися слабка ядерна та електромагнітна взаємодії.
Варто вирішити проблеми, тому що розтягнення простору насправді є біблійним. Звичайно, це не означає, що ми згодні з тим, що Всесвіт починався як сингулярність. Проте цілком можливо, що Бог створив Всесвіт менше, ніж сьогодні, і ця концепція є основою креаціоністської космології, яка базується на розширенні гравітаційного часу, і обговорюється в нашій технічній статті «Питання зоряного світла».
Існує низка проблем з теорією Великого Вибуху. на НаразіСлід зазначити, що не лише креаціоністи мають проблеми з теорією Великого вибуху. Теорія перестав бути загальноприйнятою. Наприклад, фізик Ерік Лернер назвав себе єретиком Великого Вибуху та написав книгу та веб-сайт з цього питання.
Ці явища відбулися в період між 10×32 і 10×5 з після Великого вибуху, коли утворювалися перші атомні ядра. З їх народженням речовина стала переважати над випромінюванням, що панували раніше. Проте температура Всесвіту досягала ще 10 млрд градусів, тому випромінювання та речовина перетворювалися один на одного.
Лише через приблизно 300 тис. років після Великого вибуху, коли температура опустилася до 3300°С, Всесвіт, що був до цього безформною хмарою, став прозорим для електромагнітного випромінювання. І тоді почали утворюватися перші атоми водню, гелію та літію – найлегші елементи Всесвіту.
Одна дуже велика проблемаз теорією полягає у її нездатності визначити, звідки виникла особливість. Теоретичні астрофізикирозділили космологічну історію своєю теорією на низку епох, коли умови були різними. Ці епохи показані на діаграмі вище. Звичайно, всі їхні розрахунки з таких питань є теоретичними, а не експериментальними, тому вони не кваліфікуються як наука про науку. Є дві причини, через які вони знайдуть результати. По-друге, цей експеримент незвичайно має реальний кінець.
Експериментатори вже знають, який висновок вони хочуть перевірити, тому будь-які результати, яких вони досягнуть, будуть показані для перевірки того, що вони вимагають. Для імовірно випадкової подіїрозрахунки навколо теорії Великого вибуху дають занадто гарний результат. Роберт Метьюз, який насправді невіруючий, сказав таке.
Фонове випромінювання
Приблизно через 300 тис. років після Великого вибуху з'явилося космічне фонове випромінювання — найближче до Великого вибуху випромінювання, яке сьогодні ми отримуємо. Це перший вид випромінювання, яке в розрідженому тепер Всесвіті не вловлюється негайно атомними або субатомними частинками, а блукає космосом у вигляді фотонів. З цього моменту первинна речовина починає поступово складатися у зірки, квазари та галактики. Сьогодні за допомогою самих потужних телескопівми намагаємося кинути погляд на ці об'єкти - найдавніші і найдальші у нашому Всесвіті. Будь-яка додаткова інформація, отримана від них, може дозволити нам краще дізнатися про найбільш загадковий момент нашої історії - Великий вибух.
Чому, наприклад, наш Всесвіт і його закони справедливі для життя? Деякі стверджують, що це тому, що він був спеціально створений для нас доброзичливим творцем. Недостатньо антиречовини у Всесвіті. Це велика проблема для теоретиків. Початковий «Великий вибух» забезпечив би однакову кількість позитивного та негативного. Але є лише невелика кількість антиматерії. Там має бути стільки антиматерії, скільки матерії – якби Великий вибух був правдою.
Теорія каже нам, що там має бути антиматерія, і спостереження відмовляється підтримувати її. Насправді, для їх розрахунків не існує матерії. З цієї причини постулюється концепція темної матерії. Темна матерія - це питання, яке не може бути виявлено, але воно має бути там, інакше їх обчислення не спрацюють! Вони мають аналогічну проблему з недостатньою енергією у Всесвіті, тому вони розробили ідею темної енергії. Що показують ці концепції, так це те, що теорія Великого Вибуху не є справді задовільною теорією, але на даний момент це найкраще, що вони мають.
Моделі Всесвіту
У 20-ті роки минулого століття популярністю серед космологів користувалася ідея Всесвіту, в якій відштовхують і притягують. гравітаційні силиперебувають у тендітній рівновазі, можливій завдяки «космологічній константі», умоглядно введеній Альбертом Ейнштейном у його загальній теорії відносності. Він ввів цю константу для того, щоб пояснити наявність сили, що відштовхує речовини, яка повинна була врівноважити гравітаційне тяжіння. Це було необхідно, щоб отримати рівноважну космологічну модель - властивість, яка вважалася базовою для всіх моделей нашого Всесвіту.
Тому він нагадує автомобіль, який у мене був у дні мого коледжу, який тримався разом струнною та клейкою стрічкою. Навіть світські астрофізики усвідомили проблеми, пов'язані з темною матерією та енергією. Ізраїльський астрофізик Моше Кармелі розробив 5-мірну космологію, засновану на принципах Ейнштейна, і назвав спеціальну Космологічну відносність.
Остання проблема, що стоїть перед теорією Великого вибуху, є так звана проблема Горизонту. Багато «Великих Бандер» розповідають про концепцію космічного випромінювання мікрохвильового фону. Сподіваюся, що цей короткий поглядТеорію Великого вибуху допоможе креаціоністам не спотворювати теорію. Наприклад, креаціоністи не повинні питати «як може щось вибухнути в ніщо». Теорія Великого Вибуху насправді не теорія вибуху. Ця назва була дана теорії раннім супротивником теорії.
Розширення
Тим часом багато астрономів зазначали, що більша частинагалактик виявляла у спектрі свого світла зсув ліній у червоний бік - явище, відоме як «червоне зміщення». Цей факт піддавався простому поясненню, якщо його сприймати як результат ефекту Доплера - того ж самого, завдяки якому звук сирени, що віддаляється, чується нижчим, ніж наближається. Все це мало сенс у тому випадку, якщо прийняти як даність, що галактики віддаляються одна від одної. Фундаментальний внесок у це дослідження зробив німецький астроном Карл Вірц: детально вивчивши близько сорока галактик, він виявив, що чим слабше їхнє світло, тим далі вони знаходяться від нас, тим сильніше червоне зміщення в їх спектрах. Це означало, що далекі галактики видаляються швидше, ніж ближні. Але щоб переконатися у правильності висновків Вірца, довелося дочекатися досліджень Едвіна Хаббла.
Тим не менш, ми бачили, що існує безліч виправданих звинувачень на рівні теорії Великого вибуху, таких як його залежність від «факторів скрипки», таких, як темна матерія. Ми також бачили, що теорія Великого Вибуху не є монолітною теорією. Існує значна меншість атеїстичних, світських вчених, які цього не сприймають.
Найбільше ми не приймаємо теорію Великого вибуху, бо вона є небіблейською. Це говорить про те, що на землі немає особливого місця, тоді як Біблія говорить нам, що це так. Незважаючи на те, що небеса були величезними і прекрасними, вони все ж таки були створені для нашої користі і, найголовніше, щоб віддати славу Богу.
Нестабільний космос
Російський математик Олександр Фрідман і бельгійський астроном Жорж-Анрі Леметр дійшли висновку, що, незважаючи на введення космологічної константи, Всесвіт Ейнштейна нестабільний і було б досить невеликою флуктуацією, щоб викликати її нескінченне розширення чи стиснення. Спостереження Хаббла дозволили зробити висновок, що Всесвіт розширюється. Леметр розробив також теорію про те, що Всесвіт походить від «первісного атома», що дав початок усьому. Незважаючи на численні дані, що підтверджують цю теорію, вона була піддана гострій критиці. Проте ідея не померла; навпаки, її підтримав фізик Джордж Гамов, який теоретично підтвердив можливість народження Всесвіту внаслідок колосального вибуху.
Стаціонарний Всесвіт
Тим часом інший астроном, Фред Хойл, висунув ідею у тому, що Всесвіт може розширюватися в « стаціонарному стані»: Галактики віддаляються один від одного, але в просторі між ними постійно народжується нова речовина. Саме Хойл з іронією назвав гіпотезу своїх колег "Великим вибухом" (Big Bang). Але в результаті науковий світпідтримав гіпотезу Великого вибуху, висунуту Гамовим, а наприкінці 1960-х років вона трансформувалася на конкретну теорію, підтверджену наприкінці 1990-х супутниками СОВЄ та WMAP.
Фонове випромінювання
Через кілька сотень секунд після Великого вибуху радіус Всесвіту становив лише кілька світлових хвилин, а речовина вже включала базові елементи атомів - взаємодіючих один з одним електронів, протонів, нейтронів, а також нейтрино і фотонів (часток, що переносять енергію). Коли через кілька сотень тисяч років після Великого вибуху температура опустилася приблизно до 3300 °С, кількість зіткнень фотонів та інших частинок зменшилася, і фотони почали вільно поширюватися у Всесвіті.
Все холодніше та холодніше
Розширення спричинило подальше зниження температури, що опустилася врешті-решт до 3 К, тобто всього на три градуси вище абсолютного нуля(-273 ° С). Ця температура «віддрукувалася» на блукаючих фотонах, які все рідше стикаючись з іншими частинками у все менш щільному Всесвіті, дожили до наших днів. Сьогодні вони вважаються найголовнішими свідками тих далеких часів. Саме блукаючи фотони утворюють так зване «фонове космічне випромінювання». Воно було відкрито у 1964 році радіоастрономами Арно Пензіасом та Робертом Вільсоном, удостоєними за це Нобелівської преміїз фізики у 1978 році.
Відкрите випадково
Насправді дослідники займалися налагодженням антени нового типу для прийому мікрохвиль. У ході роботи вчені прийняли невідоме випромінювання, причому спочатку вирішили, що має земне походження. Але незабаром Пензіас і Вільсон зрозуміли, що «слухають» космічне випромінювання, існування якого Гамов та його колеги припускали ще 1948 року, - щось на зразок «луна» Великого вибуху. Відкриття фонового випромінювання мало (колосальну важливість, оскільки стандартна модельВсесвіту передбачала наявність у ній однорідного сигналу, що розповсюджується на довжині хвилі близько міліметра і пронизує весь космос. Саме це було відкрито вченими.
Зі супутників
Відкриття Пензіасу та Вільсона з роками неодноразово піддавалися перевірці, але завжди отримували підтвердження. Перевірки проводилися з борту аеростатів (наприклад, експеримент Бумеранг, проведений спільно Італією та США). Три супутники (СОВЕ, WMAP та Planck) були спеціально створені для вивчення фонової радіації та дали чудові результати, особливо останні два, які дозволили виміряти випромінювання та отримати деталі, що раніше залишалися недоступними. Завдяки аналізу отриманих із супутників даних виявилися відмінності у температурі фонового випромінювання лише у стотисячні частки градуса. Ця невелика «брижі» складає подобу генетичного кодуживої істоти: вона і визначає еволюцію Всесвіту.
Відкриття фонового випромінювання стало найважливішим доказом на користь моделі Великого вибуху, що поховав теорію стаціонарного ВсесвітуХойла.
Виникають сумніви
Якби ми змогли насправді зрозуміти, як стався Великий вибух, відповіли б на тисячу невирішених питаньпро народження Всесвіту та його будову. Але відповідей на ці питання поки немає, незважаючи на найсучасніші прилади, які є в розпорядженні астрономів. Головний і найбільш важке питання- Як і чому стався Великий вибух.
Наші можливості у вивченні минулого Всесвіту простягаються в глибину часів і зупиняються, як уже говорилося, на точці 10×43 с після Великого вибуху. Зрозуміти, що сталося до цього моменту, може лише теоретична фізика, і лише нові гіпотези віднесуть нас на час «до» Великого вибуху.
Темна матерія та темна енергія
Інший важливою темою, пояснення якої, можливо, криється в обставинах Великого вибуху, є походження темної матерії та темної енергії. Всесвіт лише на 5% складається з речовини, яку ми можемо спостерігати традиційними способами, наприклад, телескоп, і яка є нам у формі зірок, туманностей, галактик. Решта складається на 27% із темної матерії та на 68% із темної енергії. Щодо темної матерії сьогодні висунуто деякі конкретні гіпотези: ця матерія невидима, вона виявляє свою присутність у галактиках і скупченнях галактик завдяки своїй силі тяжіння, вона могла б складатися з кількох ще невідомих типів частинок, з нейтрино (якщо їхня маса не дорівнює нулю) або з зірок винятково низької яскравості.
Темна енергія, навпаки, як і раніше, залишається загадкою. Про неї відомо лише те, що вона діє як відразлива сила і змушує Всесвіт розширюватися з прискоренням, а не з уповільненням, як можна було б очікувати, якби цієї енергії не було.
Червоне усунення
Якщо одні питання кидають виклик тим, хто вивчає походження Всесвіту, інші ставлять під сумнів саму теорію Великого вибуху. Перше з таких питань стосується червоного усунення світла галактик. Деякі астрофізики, і серед них американський астроном Хелтон Арп, вважають, що червоне усунення викликане як видаленням галактик, а й явищем, що з самої природою спостережуваних об'єктів. Якщо це, то частина опори, де грунтується теорія розширення Всесвіту, рухне. Ті, хто ще підтримує теорію стаціонарного Всесвіту Фреда Хойла, засновує свої полемічні виступи саме на цій тезі. Якщо Арп має рацію, для пояснення народження Всесвіту теорія Великого вибуху просто не потрібна. Втім, те, що пропонує Арп, зустрічає спростування прихильників теорії розширення Всесвіту.
Циклічний Всесвіт
Теорії Великого вибуху та стаціонарного Всесвіту - не єдині, що пояснюють існування нашого світу. Як мінімум є ще одна, яка передбачає циклічне існування Всесвіту. Згідно з цією теорією, щоразу, коли Всесвіт добігає кінця своєї еволюції, він «починає спочатку» за допомогою нового Великого вибуху. Можливо, при кожному відродженні Всесвіт «забуває» характеристики свого минулого та формує нові фізичні закони, що народжуються на етапі інфляції.
Виконала студентка гр.ПІ-05-1: Цааєва Д.Б.
Грозненський державний нафтовий інститут
імені академіка М.Д. Мільйонщикова
Дана робота дає опис про те, що являє собою наукова картинасвіту, так само дається короткий описуявлення про Всесвіт (Наше уявлення про Всесвіт, Народження Всесвіту і т.д.).
Ця робота включає 10 сторінок.
Наукова картина світу цілісна системауявлень про загальних властивостяхта закономірності дійсності, побудована в результаті узагальнення та синтезу фундаментальних наукових понятьта принципів.
Наукова картина світу суттєво відрізняється від релігійних уявленьпро світ, які засновані не так на доведених фактах, як на авторитеті пророків та релігійної традиції. Релігійні інтерпретації концепції всесвіту постійно змінюються, щоб наблизити їх до сучасних науковим трактуванням. Так, ще кілька сотень років тому християни, буквально тлумачачи Біблію, вважали, що небо - тверде («твердь»), а мусульмани, згідно з Кораном, вважали, що Сонце заходить у «каламутну криницю». Догми різних релігій, як правило, суперечать один одному, і ці протиріччя дуже важко подолати (на відміну від наукових протиріч, які долаються експериментальним шляхом).
Якось один відомий вчений (кажуть, це був Бертран Рассел) читав публічну лекціюпро астрономію. Він розповідав, як Земля обертається навколо Сонця, а Сонце, своєю чергою, обертається навколо центру величезного скупчення зірок, яке називають нашою Галактикою. Коли лекція добігла кінця, з останніх рядів зали піднялася маленька літня леді і сказала: "Все, що ви нам казали, - нісенітниця. Насправді наш світ - це плоска тарілка, яка стоїть на спині гігантської черепахи". Поблажливо посміхнувшись, учений спитав: "А на чому тримається черепаха?" - "Ви дуже розумні, юначе, - відповіла літня леді. - Черепаха - на іншій черепасі, та - теж на черепасі, і так все нижче і нижче".
Таке уявлення про Всесвіт як про нескінченну вежу з черепів більшості з нас здасться смішним, але чому ми думаємо, що самі знаємо краще? Що нам відомо про Всесвіт і як ми це дізналися? Звідки взялася Всесвіт, і що з нею станеться? Чи був у Всесвіті початок, а якщо було, те, що відбувалося до початку? Яка сутність часу? Чи скінчиться воно колись? Досягнення фізики останніх років, якими ми частково зобов'язані фантастичною новій техніці, дозволяють зрештою отримати відповіді хоча б на окремі з таких давно поставлених питань. Пройде часі ці відповіді, можливо, стануть настільки ж очевидними, як те, що Земля обертається навколо Сонця, а можливо, настільки ж безглуздими, як вежа з черепах. Тільки час (хоч би воно було) вирішить це.
Відповідно до даних космології, Всесвіт виник у результаті вибухового процесу, який отримав назву Великий вибух, що стався близько 14 млрд. років тому. Теорія Великого вибуху добре узгоджується з фактами, що спостерігаються (наприклад, розширенням Всесвіту і переважанням водню) і дозволила зробити вірні передбачення, зокрема, про існування та параметри реліктового випромінювання.
У момент Великого вибуху Всесвіт займав мікроскопічні, квантові розміри.
Відповідно до інфляційною моделлю, у початковій стадії своєї еволюції Всесвіт пережив період прискореного розширення (інфляції). Передбачається, що в цей момент Всесвіт був "порожнім і холодним" (існувало тільки високоенергетичне скалярне поле), а потім заповнився гарячою речовиною, яка продовжувала розширюватися.
Перехід енергії у масу не суперечить фізичним законам, наприклад, народження пари частка-античастка з вакууму можна спостерігати і зараз у деяких наукових експериментах.
Одне з найважливіших властивостейВсесвіту - він розширюється, причому прискорено. Чим далі розташований об'єкт від нашої галактики, тим швидше він від нас віддаляється (але це не означає, що ми знаходимося в центрі світу: те саме справедливо для будь-якої точки простору).
Видима речовина у Всесвіті структурована в зоряні скупчення - галактики. Галактики утворюють групи, які, своєю чергою, входять у скупчення галактик. Надскоплення зосереджені в основному всередині плоских шарів, між якими знаходиться простір, практично вільний від галактик. Таким чином, дуже великих масштабахВсесвіт має пористу структуру, що нагадує «ніздрювату» структуру хліба. Однак ще великих відстанях(понад 1 млрд. світлових років) речовина у Всесвіті розподілена однорідно.
Якщо у ясну безмісячну ніч подивитися на небо, то, швидше за все, найбільш яскравими об'єктами, які ви побачите, будуть планети Венера, Марс, Юпітер та Сатурн. Крім того, ви побачите велика кількістьзірок, схожих на наше Сонце, але що знаходяться набагато далі від нас. При зверненні Землі навколо Сонця деякі з цих "нерухомих" зірок трохи змінюють своє становище відносно один одного, тобто насправді вони зовсім не нерухомі!
Справа в тому, що вони дещо ближче до нас, ніж інші. Оскільки ж Земля обертається навколо Сонця, близькі зірки видно весь час у різних точкахбільше віддалених зірок фону. Завдяки цьому можна безпосередньо виміряти відстань від нас до цих зірок: чим вони ближчі, тим сильніше помітне їхнє переміщення.
Цікаво, яким було загальний станнаукової думки до початку XX ст.: нікому і на думку не спало, що Всесвіт може розширюватися або стискатися. Всі вважали, що Всесвіт або існував завжди в незмінному стані, або був створений в якийсь момент часу в минулому приблизно такий, який він зараз. Почасти це, можливо, пояснюється схильністю людей вірити в вічні істини, а також особливою привабливістю тієї думки, що, нехай самі вони постаріють і помруть, Всесвіт залишиться вічним і незмінним.
Горєлов А.А. Концепція сучасного природознавства. - М.: Центр, 2002. - 208с.
Канке В.А. Концепція сучасного природознавства. Підручник для вишів. Вид. 2-ге, испр. - М.: Логос, 2003. - 368с.
Карпенков С.Х. Концепція сучасного природознавства. ДУП «Видавництво», « вища школа», 2001.
