во природните науки

Тема: Модерна наука за потеклото на универзумот.

Завршен студент

Се разбира

_______________________

Наставник:

_______________________

_______________________

ПЛАН А:

Вовед 3

Преднаучно разгледување на потеклото на универзумот. 5

Теории на дваесеттиот век за потеклото на универзумот. осум

Модерната наука за потеклото на универзумот. 12

Користена литература: 18

Човекот низ своето постоење го проучува светот околу него. Како размислувачко битие, Човекот, и во далечното минато и сега, не можел и не може да се ограничи на она што директно му е дадено на ниво на неговата секојдневна практична активност, и отсекогаш се стремел и ќе се труди да ги надмине нејзините граници.

Карактеристично е што човековото осознавање на светот околу него започна со космогониски рефлексии. Токму тогаш, во зората на менталната активност, се појавила мислата за „почетокот на сите почетоци“. Историјата не познава ниту еден народ кој порано или подоцна, во една или друга форма, не го поставил ова прашање и не би се обидел да одговори на него. Одговорите, се разбира, беа различни, во зависност од степенот на духовниот развој на дадениот народ. Развојот на човековата мисла, научниот и технолошкиот напредок овозможи да се напредува во решавањето на прашањето за потеклото на Универзумот од митолошки размислување до изградба на научни теории.

Проблемот на „почетокот на светот“ е еден од оние неколку идеолошки проблеми што се провлекуваат низ целата интелектуална историја на човештвото. Откако еднаш се појави во светот, идејата за „почетокот на светот“ оттогаш отсекогаш ги окупираше главите на научниците, и од време на време во една или друга форма повторно и повторно се појавува на површината. Така, навидум засекогаш закопан во средниот век, неочекувано се појави на хоризонтот на научната мисла во втората половина на дваесеттиот век и почна сериозно да се дискутира на страниците на специјалните списанија и на состаноците на проблематичните симпозиуми.

Во текот на изминатиот век, науката за Универзумот ги достигна највисоките нивоа на структурната организација на материјата - галаксиите, нивните јата и суперкластери. Модерната космологија активно се занимава со проблемот со потеклото (формирањето) на овие космички формации.

Како нашите далечни предци го замислувале формирањето на универзумот? Како модерната наука го објаснува потеклото на универзумот? Оваа статија е посветена на разгледување на овие и други прашања поврзани со појавата на Универзумот.

Од каде сето тоа? Како сè космичко стана онака како што се појавува пред човештвото? Кои биле почетните услови што ги поставиле темелите за набљудуваниот универзум?

Одговорот на овие прашања се промени со развојот на човековата мисла. Кај античките народи, потеклото на Универзумот било обдарено со митолошка форма, чија суштина се сведува на една работа - одредено божество го создало целиот свет околу човекот. Во согласност со древната иранска митопоетска космогонија, Универзумот е резултат на активноста на два еквивалентни и меѓусебно поврзани креативни принципи - Богот на доброто - Ахурамазда и Богот на злото - Ахриман. Според еден од нејзините текстови, исконскиот космос бил исконско постоење, чие одвојување довело до формирање на делови од видливиот универзум. Митолошката форма на потеклото на универзумот е вродена во сите постоечки религии.

Многу извонредни мислители далеку од нас историски епохисе обиде да го објасни потеклото, структурата и постоењето на универзумот. Тие заслужуваат посебна почит за нивните обиди да ја сфатат суштината на Универзумот, во отсуство на современи технички средства, користејќи ги само нивните умови и наједноставните уреди. Ако направите мала екскурзија во минатото, ќе откриете дека идејата за еволутивен универзум, усвоена од модерната научна мисла, ја упатил античкиот мислител Анаксагора (500-428 п.н.е.). Вреди да се спомене и космологијата на Аристотел (384-332 п.н.е.) и делата на истакнатиот мислител на Истокот Ибн Сина (Авицена) (980-1037), кој се обидел логично да го побие божественото создавање на светот и други имиња. кои дојдоа до наше време.

Човечката мисла не мирува. Заедно со промената на идејата за структурата на Универзумот, се промени и идејата за неговото потекло, иако во услови на постоечката силна идеолошка моќ на религијата, тоа беше поврзано со одредена опасност. Можеби ова го објаснува фактот дека природната наука од модерното европско време избегнувала да разговара за прашањето за потеклото на Универзумот и се фокусирала на проучување на структурата на Блискиот простор. Оваа научна традиција долго време ја одредуваше општата насока и самата методологија на астрономските, а потоа и астрофизичките истражувања. Како резултат на тоа, темелите на научната космогонија не беа поставени од природни научници, туку од филозофите.

Декарт бил првиот што тргнал по овој пат, кој се обидел теоретски да го репродуцира „потеклото на светилниците, Земјата и целиот видлив свет, како да се каже, од некои семиња“ и да даде единствено механичко објаснување за целиот сет на астрономски , физички и биолошки појави кои му се познати. Сепак, идеите на Декарт беа далеку од науката во неговото време.

Затоа, би било поправедно да се започне историјата на научната космогонија не со Декарт, туку со Кант, кој ја насликал сликата на „механичкото потекло на целиот универзум“. Кант е тој што ја поседува првата научно-космогониска хипотеза за природниот механизам на појавата на материјалниот свет. Во неограничениот простор на универзумот, рекреиран од креативната имагинација на Кант, постоењето на безброј други сончеви системи и други млечни патишта е природно како продолжување на образованиетонови светови и смрт на старите. Со Кант започнува свесната и практичната комбинација на принципот на универзално поврзување и единство на материјалниот свет. Универзумот престана да биде збир на божествени тела, совршени и вечни. Сега, пред зачудениот човечки ум, се појави светската хармонија од сосема поинаков вид - природна хармонија на системи на астрономски тела кои дејствуваат и се развиваат, меѓусебно поврзани како алки на еден синџир на природата. Сепак, неопходно е да се забележат две карактеристични карактеристики на понатамошниот развој на научната космогонија. Првата од нив е дека посткантовската космогонија се ограничила на границите на Сончевиот систем и до средината на дваесеттиот век станувало збор само за потеклото на планетите, додека ѕвездите и нивните системи останале надвор од хоризонтот на теоретскиот анализа. Втората карактеристика е дека ограничените податоци за набљудување, несигурноста на достапните астрономски информации, неможноста за експериментално поткрепување на космогониските хипотези на крајот доведоа до трансформација на научната космогонија во систем на апстрактни идеи, разделени не само од другите гранки на природните науки. , но и од сродните гранки на астрономијата.

Следната фаза во развојот на космологијата датира од 20 век, кога советскиот научник А.А. Фридман (1888-1925) математички ја докажал идејата за саморазвивачки универзум. Работата на А.А. Фридман радикално ги промени темелите на претходниот научен поглед на светот. Според него, космолошките почетни услови за формирање на Универзумот биле еднини. Објаснувајќи ја природата на еволуцијата на Универзумот, проширување почнувајќи од една единствена состојба, Фридман истакна два случаи:

а) радиусот на искривување на Универзумот постојано се зголемува со текот на времето, почнувајќи од нула;

б) радиусот на закривеност периодично се менува: Универзумот се компресира во точка (во ништо, единствена состојба), потоа повторно од точка, го доведува својот радиус до одредена вредност, потоа повторно, намалувајќи го радиусот на неговата закривеност, се врти во точка, итн.

Во чисто математичка смисла, единствената состојба се појавува како ништо - геометриски ентитет со нулта големина. На физичка рамнина, сингуларноста се појавува како многу чудна состојба во која густината на материјата и искривувањето на простор-времето се бесконечни. Целата супер-жешка, супер-закривена и супер-густа космичка материја е буквално вовлечена во точка и може, според фигуративниот израз на американскиот физичар Џ. Вилер, „да се исцеди низ окото на иглата“.

Преминувајќи кон проценката на современиот поглед на единственото потекло на Универзумот, неопходно е да се обрне внимание на следните важни карактеристики на проблемот што се разгледува како целина.

Прво, концептот на почетна сингуларност има прилично специфична физичка содржина, која, како што се развива науката, е сè подетална и попрефинета. Во овој поглед, тоа треба да се смета не како концептуална фиксација на апсолутниот почеток на „сите нешта и настани“, туку како почеток на еволуцијата на тој фрагмент од космичката материја, кој на современото ниво на развој на природните науки го има стане предмет на научно знаење.

Второ, ако според современите космолошки податоци, еволуцијата на Универзумот започнала пред 15-20 милијарди години, тоа воопшто не значи дека Универзумот не постоел порано или бил во состојба на вечна стагнација.

Достигнувањата на науката ги проширија можностите во знаењето за светот околу Човекот. Беа направени нови обиди да се објасни како сето тоа започна. Жорж Леметр беше првиот што го постави прашањето за потеклото на набљудуваната структура на универзумот од големи размери. Тој го изнесе концептот на „Биг Бенг“ на таканаречениот „примитивен атом“ и последователната трансформација на неговите фрагменти во ѕвезди и галаксии. Се разбира, од висината на современото астрофизичко знаење, овој концепт претставува само историски интерес, но самата идеја за почетното експлозивно движење на космичката материја и нејзиниот последователен еволутивен развој стана составен дел од модерната научна слика на светот.

Фундаментално нова фаза во развојот на модерната еволутивна космологија е поврзана со името на американскиот физичар Г.А. Според неговиот предложен модел на „почетокот“ на Универзумот што се развива, „исконскиот атом“ на Леметр се состоел од високо компресирани неутрони, чија густина достигнала чудовишна вредност - еден кубен сантиметар од примарна материја тежел милијарда тони. Како резултат на експлозијата на овој „прв атом“, според Г.А. хемиски елементи... Фрагменти од примарното јајце - поединечни неутрони потоа се распаднаа во електрони и протони, кои, пак, во комбинација со нераспаднати неутрони, ги формираа јадрата на идните атоми. Сето ова се случи во првите 30 минути по „Биг Бенг“.

Жешкиот модел беше конкретна астрофизичка хипотеза која укажуваше на начинот на експериментално тестирање на неговите последици. Гамоу го предвиде постоењето на остатоци од топлинско зрачење од примарната топла плазма во сегашно време, а неговите колеги Алфер и Херман, уште во 1948 година, сосема точно ја пресметаа температурата на ова преостаната радијација на современиот универзум. Сепак, Гамоу и неговите соработници не успеаја да дадат задоволително објаснување за природното формирање и распространетоста на тешките хемиски елементи во Универзумот, што беше причина за скептицизмот на неговата теорија од страна на специјалистите. Како што се испостави, предложениот механизам за нуклеарна фузија не може да обезбеди појава на моментално набљудуваната количина на овие елементи.

Научниците почнаа да бараат други физички модели на „почетокот“. Во 1961 година, академик Ја Б. Три години подоцна, астрофизичарите И.Д.Новиков и А.Г.Дорошкевич произведоа компаративна анализадва спротивни модели на космолошки почетни услови- топло и ладно - и го посочи патот на експериментална верификација и избор на еден од нив. Беше предложено да се обиде да ги открие остатоците од примарното зрачење со проучување на спектарот на зрачење од ѕвезди и космички радиоизвори. Откривањето на остатоците од примарното зрачење би ја потврдило исправноста на топлиот модел, а доколку тие не постојат, тогаш тоа ќе сведочи во корист на ладниот модел.

Речиси во исто време, група американски истражувачи предводени од физичарот Роберт Дике, не знаејќи за објавените резултати од работата на Гамоу, Алфер и Херман, го оживеаја жешкиот модел на Универзумот врз основа на други теоретски размислувања. Со помош на астрофизички мерења, Р. Дике и неговите колеги пронашле потврда за постоењето на космичко топлинско зрачење. Ова епохално откритие овозможи да се добијат важни, претходно недостапни информации за почетните фази на еволуцијата на астрономскиот универзум. Снименото реликтно зрачење не е ништо повеќе од директна радио-извештај за уникатните универзални настани што се случија набргу по „Големата експлозија“ - најграндиозниот по својот размер и последиците од катастрофалниот процес во предвидливата историја на Универзумот.

Така, како резултат на неодамнешните астрономски набљудувања, беше можно недвосмислено да се реши фундаменталното прашање за природата на физичките услови што преовладуваа во раните фази на космичката еволуција: најжешкиот модел на „почетокот“ се покажа адекватен. Горенаведеното, сепак, не значи дека се потврдени сите теоретски изјави и заклучоци за космолошкиот концепт на Гамов. Од двете првични хипотези на теоријата - за неутронскиот состав на „космичкото јајце“ и жешката состојба на младиот универзум - само последната го издржа тестот на времето, што укажува на квантитативната доминација на зрачењето над материјата на потеклото. на моментално набљудуваната космолошка експанзија.

Во сегашната фаза на развојот на физичката космологија, задачата за создавање на топлинска историја на Универзумот, особено сценариото за формирање на структура од големи размери на Универзумот, дојде до израз.

Последното теоретско истражување на физичарите беше спроведено во насока на следната фундаментална идеја: основата на сите познати видови физички интеракции е една универзална интеракција; Електро-магнетните, слабите, силните и гравитационите интеракции се различни аспекти на една интеракција, кои се делат како што се намалува нивото на енергија на соодветните физички процеси. Со други зборови, при многу високи температури (надминуваат одредени критични вредности) различни типовифизичките интеракции почнуваат да се обединуваат, а на границата, сите четири типа на интеракција се сведуваат на една единствена прото-интеракција, наречена „Голема синтеза“.

Според квантната теорија, она што останува по отстранувањето на честичките од материјата (на пример, од затворен сад со помош на вакуумска пумпа) воопшто не е празно во буквална смисла на зборот, како што веруваше класичната физика. Иако вакуумот не содржи обични честички, тој е заситен со „полуживи“, таканаречените виртуелни тела. За да ги претворите во вистински честички на материјата, доволно е да се возбуди вакуум, на пример, да дејствува на него со електромагнетно поле создадено од наелектризираните честички внесени во него.

Но, која беше причината за „Биг Бенг“? Судејќи според астрономските податоци, физичката вредност на космолошката константа што се појавува во равенките на гравитацијата на Ајнштајн е многу мала, можеби блиску до нула. Но, дури и да биде толку безначајно, може да има многу големи космолошки последици. Развојот на квантната теорија на поле доведе до уште поинтересни заклучоци. Се покажа дека космолошката константа е функција на енергија, особено, зависи од температурата. При ултра високи температури што преовладуваа во најраните фази на развојот на космичката материја, космолошката константа може да биде многу голема, и што е најважно, со позитивен знак. Со други зборови, во далечното минато, вакуумот можел да биде во исклучително необична физичка состојба, карактеризирана со присуство на моќни одбивни сили. Токму овие сили служеа како физичка причина за „Биг Бенг“ и последователното брзо ширење на Универзумот.

Разгледувањето на причините и последиците од космолошкиот „Биг Бенг“ не би било целосно без уште еден физички концепт. Еза таканаречената фазна транзиција (трансформација), т.е. квалитативна трансформација на супстанција, придружена со нагло менување од една во друга состојба. Советските физичари Д.А.

Понатамошното проучување на космолошките последици од фазните транзиции со скршена симетрија доведе до нови теоретски откритија и генерализации. Меѓу нив е откривањето на претходно непозната епоха во саморазвивањето на Универзумот. Се покажа дека за време на космолошките фазна транзицијаможеше да достигне состојба на екстремно брзо проширување, во која неговите димензии се зголемија многукратно, а густината на супстанцијата остана практично непроменета. Почетната состојба од која настана отекувањето на Универзумот се смета за гравитациски вакуум. Наглите промени кои го придружуваат процесот на космолошко проширување на просторот се карактеризираат со фантастични бројки. Така, се претпоставува дека целиот видлив универзум настанал од еден вакуумски меур помал од 10 до минус 33 степени см! Вакуумскиот меур од кој е формиран нашиот Универзум имаше маса еднаква на само сто илјадити дел од грамот.

Во моментов, сè уште не постои сеопфатно тестирана и универзално призната теорија за потеклото на структурата на универзумот од големи размери, иако научниците постигнаа значителен напредок во разбирањето на природните начини на неговото формирање и еволуција. Од 1981 година, започна развојот на физичката теорија на надуен (надуен) универзум. До денес, физичарите предложија неколку верзии на оваа теорија. Се претпоставува дека еволуцијата на Универзумот, која започна со грандиозна општа вселенска катаклизма наречена „Биг Бенг“, последователно беше придружена со повторена промена на режимот на проширување.

Според претпоставките на научниците, 10 до минус четириесет и трета моќност на секунди по „Големата експлозија“, густината на супержешката космичка материја била многу висока (10 до 94 степени грам/цм кубни). Густината на вакуумот исто така беше висока, иако по редослед на големина беше многу помала од густината на обичната материја, и затоа гравитациониот ефект на исконската физичка „празнина“ беше невидлив. Меѓутоа, за време на проширувањето на Универзумот, густината и температурата на материјата паднале, додека густината на вакуумот останала непроменета. Оваа околност доведе до остра промена на физичката ситуација веќе 10 до минус 35 степени во секунда по „Биг Бенг“. Густината на вакуумот прво се споредува, а потоа, по неколку супер-инстанти на космичкото време, станува поголема. Тогаш гравитациониот ефект на вакуумот се чувствува - неговите одбивни сили повторно преовладуваат над гравитационите сили на обичната материја, по што Универзумот почнува да се шири со екстремно брза брзина (отекува) и достигнува огромни димензии за бескрајно мал дел од секундата . Сепак, овој процес е ограничен во време и простор. Универзумот, како и секој гас што се шири, прво брзо се лади и веќе во регионот од 10 до минус 33 степени во секундата по „Големата експлозија“ е силно суперладен. Како резултат на ова универзално „ладење“ Универзумот од една фаза преминува во друга. Станува збор за фазна транзиција од првиот вид - нагла промена во внатрешната структура на космичката материја и сите поврзани физички својства и карактеристики. Во последната фаза од оваа космичка фазна транзиција, целата енергетска резерва на вакуумот се претвора во топлинска енергија на обичната материја, и како резултат на тоа, универзалната плазма повторно се загрева до почетната температура и, соодветно, на нејзиниот режим. промени во проширувањето.

Не помалку интересен, а во глобална перспектива е поважен, е уште еден резултат од најновите теоретски истражувања - фундаменталната можност за избегнување на почетната сингуларност во нејзината физичка смисла... Станува збор за сосема нов физички поглед на проблемот со потеклото на Универзумот.

Се покажа дека спротивно на некои неодамнешни теоретски предвидувања (дека почетната сингуларност не може да се избегне дури и со квантна генерализација општа теоријарелативност), постојат одредени микрофизички фактори кои можат да спречат неограничена компресија на материјата под дејство на гравитационите сили.

Во доцните триесетти години, теоретски беше откриено дека ѕвездите со маса што ја надминува масата на Сонцето за повеќе од три пати, во последната фаза од нивната еволуција, незадржливо се намалуваат до сингулаторна состојба. Вториот, за разлика од сингуларноста на космолошкиот тип, наречен Фридман, се нарекува Шварцшилд (по германскиот астроном кој прв ги разгледа астрофизичките последици од Ајнштајновата теорија за гравитација). Но, од чисто физичка гледна точка, двата типа на сингуларност се идентични. Формално, тие се разликуваат по тоа што првата сингуларност е почетната состојба на еволуцијата на материјата, додека втората е конечната.

Според неодамнешните теоретски концепти, гравитациониот колапс треба да заврши со компресија на материјата буквално „до точка“ - до состојба на бесконечна густина. Според најновите физички концепти, колапсот може да се запре некаде во регионот на Планковата густина, т.е. на пресврт од 10 до 94 степени грам / см кубни. Ова значи дека Универзумот го продолжува своето проширување не од нула, туку има геометриски дефиниран (минимален) волумен и физички прифатлива, правилна состојба.

Академик М.А. Марков изнесе интересна верзија на пулсирачки универзум. Во логичката рамка на овој космолошки модел, старите теоретски тешкотии, ако не и конечно решени, барем се осветлени од нов перспективен агол на гледање. Моделот се заснова на хипотеза според која, со нагло намалување на растојанието, константите на сите физички интеракции имаат тенденција на нула. Оваа претпоставка е последица на друга претпоставка, според која константата на гравитациската интеракција зависи од степенот на густината на супстанцијата.

Според теоријата на Марков, секогаш кога Универзумот преминува од Фридмановата фаза (конечна компресија) до фазата Де Ситер (почетна експанзија), неговите физички и геометриски карактеристики се исти. Марков смета дека оваа состојба е сосема доволна за да се надмине класичната тешкотија на патот на физичката реализација на вечно осцилирачкиот универзум.

1) Во кругот на вечното враќање? Три хипотези .-- М.: Знаење, 1989.- 48 стр. - (Ново во животот, науката, технологијата. Сер. „Прашалник“; бр. 4).

2) Како работи временската машина? - М.: Знаење, 1991 .-- 48 стр. - (Претплатна научна серија „Прашалник“; бр. 5).

3) Концизен филозофски речник, ед. М. Розентал и П. Јудин. Ед. 4, додадете. и врт. ... М - држава. ед. полит. осветлена. , 1954 година.

4) Кој, кога, зошто? - државата ед. децата осветлена. , Министерство за образование на РСФСР, Москва - 1961 година.

5) Потеклото на Сончевиот систем. Ед. Г. Ривс. Пер. од англиски и француски. ед. Г.А.Лејкин и В.С.Сафронов. М, „СВЕТ“, 1976 година.

6) Украински советски енциклопедиски речник.Во 3 тома / Редакциски одбор: одговор. ед. А.В. Кудрицки - К .: Раководител. ед. КОРИСТЕЊЕ, - 1988 година.

7) Човекот и вселената: Погледот на науката и религијата .-- М .: Сов. Русија 1986 година.

8) Што бараат „археолозите на вселената“ - М.: Знаење, 1989. - 48 стр., Со илустрации - (Ново во животот, науката, технологијата. Сер. „Прашалник“; бр. 12)

9) Што е тоа? Кој е тоа? : Во 3 тома T. 1. - 3. ed., Revised. Гл 80 и дополнително - М.: „Педагогија-печат“, 1992. - 384 стр. : болен.

10) Разговори за вселената .-- М.: Политиздат, 1984 .-- 111 стр.- (Разговори за светот и човекот).

Наука за небесните тела

Првата буква „а“

Втора буква „в“

Трета буква „т“

Последната букова буква „Јас“

Одговорот на прашањето „Наука за небесните тела“, 10 букви:
астрономијата

Алтернативни прашања за крстозбор за астрономија

Какво било покровителство на музата на Уранија?

Наука за универзумот

Каролин Хершел му помагаше на братот Вилијам од 1782 година и стана една од првите жени во оваа наука

Една од седумте либерални науки

Дефиниција на астрономијата во речници

РечникРуски јазик. С.И.Ожегов, Н.Ју.Шведова. Значењето на зборот во речникот Објаснувачки речник на рускиот јазик. С.И.Ожегов, Н.Ју.Шведова.
- и, в. Наука за космичките тела, нивните системи и Универзумот како целина. adj. астрономски, ти, ти. Астрономска единица (растојание од Земјата до Сонцето). Астрономски број (прев.: Екстремно голем).

Енциклопедиски речник, 1998 г Значењето на зборот во речникот Енциклопедиски речник, 1998 г
АСТРОНОМИЈА (од астро ... и грчки nomos - закон) е наука за структурата и развојот на космичките тела, системите што тие ги формираат и Универзумот како целина. Астрономијата вклучува сферична астрономија, практична астрономија, астрофизика, небесна механика, ѕвездена астрономија, ...

Објаснувачки речник на руски јазик. Д.Н. Ушаков Значењето на зборот во речникот Објаснувачки речник на рускиот јазик. Д.Н. Ушаков
астрономија, мн. не, добро. (од грчкиот астрон - ѕвезда и номос - закон). Наука за небесните тела.

Нов објаснувачки и деривациски речник на рускиот јазик, Т.Ф. Ефремова. Значењето на зборот во речникот Нов објаснувачки и деривациски речник на рускиот јазик, Т.Ф.Ефремова.
ѓ. Комплексна научна дисциплина која ја проучува структурата и развојот на космичките тела, нивните системи и Универзумот како целина. Академски предмет што ги содржи теоретските основи на оваа научна дисциплина. колоквијален Учебник кој ја прикажува содржината на предметот.

Голема советска енциклопедија Дефиниција на зборот во речникот Голема советска енциклопедија
„Астрономија“, апстрактно списание на Сојузниот институт за научни и технички информации на Академијата на науките на СССР. Објавен во Москва од 1963 година (во 1953-1962 година беше објавено апстрактното списание Астрономија и геодезија); 12 изданија годишно. Објавува апстракти, апстракти или библиографски ...

Примери за употреба на зборот астрономија во литературата.

Античката пилотација на Азовското Море коегзистирала со учебниците астрономијатаи навигација.

Како што овие конкретни проблеми, решени со алгебарски методи, не можат да се сметаат за дел од апстрактната наука за алгебрата, така, според мене, конкретни проблеми астрономијатане може на кој било начин да се вклучи во тој оддел за апстрактно-конкретна наука што ја развива теоријата на дејство и реакција на слободните тела кои се привлекуваат едно со друго.

Така беше и со откритието дека прекршувањето и расејувањето на светлината не го следат истиот закон на промена: ова откритие имаше ефект и на двете астрономијатаи физиологија, давајќи ни ахроматски телескопи и микроскопи.

Наскоро Бируни почнува сериозно да се занимава со прашања астрономијатаоткако постигна важни резултати веќе на 21-годишна возраст.

Метју Властар е сосема коректен од гледна точка астрономијатаго објаснува ова со текот на времето прекршување.

Ѕвезденото небо одамна ја возбудува човечката имагинација. Нашите далечни предци се обидоа да разберат какви чудни треперливи точки висат над нивните глави. Колку од нив, од каде потекнуваат, дали влијаат на земните настани? Уште од античко време, човекот се обидувал да сфати како е уреден универзумот во кој живее.

За тоа како древните луѓе го замислувале универзумот, денес можеме да научиме само од бајките и легендите што дошле до нас. Беа потребни векови и милениуми за појава и зајакнување на науката за Универзумот, која ги проучува нејзините својства и фази на развој - космологијата. Астрономијата, математиката и физиката се темелите на оваа дисциплина.

Денес многу подобро ја разбираме структурата на Универзумот, но секое стекнато знаење предизвикува само нови прашања. Проучувањето на атомските честички во судирот, набљудувањето на животот во дивината, слетувањето на меѓупланетарна сонда на астероид може да се нарече и проучување на Универзумот, бидејќи овие објекти се дел од него. Човекот е исто така дел од нашиот прекрасен ѕвезден универзум. Со проучување на Сончевиот систем или далечните галаксии, учиме повеќе за себе.

Космологија и предмети на нејзиното проучување

Самиот концепт на универзумот нема јасна дефиниција во астрономијата. Во различни историски периоди и кај различни народи имал голем број синоними, како што се „простор“, „свет“, „универзум“, „универзум“ или „небесна сфера“. Често, зборувајќи за процесите што се случуваат во длабочините на Универзумот, се користи терминот „макрокосмос“, спротивен на кој е „микрокосмосот“ на светот на атомите и елементарните честички.

На тешкиот пат на познанието, космологијата често се вкрстува со филозофијата, па дури и со теологијата, и тоа не е изненадувачки. Науката за структурата на Универзумот се обидува да објасни кога и како настанал универзумот, да ја разоткрие мистеријата за потеклото на материјата, да го разбере местото на Земјата и човештвото во бесконечноста на вселената.

Имаат модерна космологијадва најголемите проблеми... Прво, предметот на неговото проучување - Универзумот - е единствен, што го оневозможува користењето статистички шеми и методи. Накратко, не знаеме за постоењето на други универзуми, нивните својства, структура, затоа не можеме да споредуваме. Второ, времетраењето на астрономските процеси не овозможува да се вршат директни набљудувања.

Космологијата произлегува од постулатот дека својствата и структурата на Универзумот се исти за секој набљудувач, освен за ретките космички феномени. Тоа значи дека материјата во Универзумот е рамномерно распоредена и ги има истите својства во сите правци. Од ова произлегува дека физичките закони кои функционираат во дел од Универзумот може да се екстраполираат на целата Метагалаксија.

Теоретската космологија развива нови модели кои потоа се потврдуваат или побиваат со набљудувања. На пример, докажана е теоријата за потеклото на универзумот како резултат на експлозија.

Возраст, големина и состав

Размерот на универзумот е неверојатен: тој е многу поголем отколку што можевме да замислиме пред дваесет или триесет години. Научниците веќе открија околу петстотини милијарди галаксии, а бројот постојано се зголемува. Секој од нив ротира околу сопствената оска и се оддалечува од другите со огромна брзина поради ширењето на Универзумот.

Квазар 3C 345 - еден од најсветлите објекти во Универзумот - се наоѓа на растојание од пет милијарди светлосни години од нас. Човечки умне можат ни да замислат такви растојанија. На вселенски брод што патува со брзина на светлината ќе му бидат потребни илјада години да орбитира околу нашиот Млечен Пат. Ќе му требаат 2,5 илјади години да стигне до галаксијата Андромеда. Но, ова е најблискиот сосед.

Зборувајќи за големината на Универзумот, мислиме на неговиот видлив дел, наречен и Метагалаксија. Колку повеќе набљудувања добиваме, толку повеќе се шират границите на Универзумот. Покрај тоа, ова се случува истовремено во сите правци, што ја докажува нејзината сферична форма.

Нашиот свет се појави пред околу 13,8 милијарди години како резултат на Големата експлозија - настан кој роди ѕвезди, планети, галаксии и други објекти. Оваа бројка е вистинската возраст на универзумот.

Врз основа на брзината на светлината, може да се претпостави дека нејзините димензии се исто така 13,8 милијарди светлосни години. Меѓутоа, во реалноста тие се поголеми, бидејќи од моментот на раѓање, Универзумот континуирано се шири. Дел од него се движи со суперлуминална брзина, поради што значителен број на објекти во Универзумот ќе останат невидливи засекогаш. Оваа граница се нарекува Хаблова сфера или хоризонт.

Дијаметарот на Метагалаксијата е 93 милијарди светлосни години. Не знаеме што е надвор од познатиот универзум. Можеби има подалечни објекти кои денес се недостапни за астрономски набљудувања. Значителен дел од научниците веруваат во бесконечноста на универзумот.

Староста на универзумот е проверувана многу пати со користење на различни техники и научни инструменти. Последен пат беше потврдено со орбитирачкиот телескоп Планк. Достапните податоци се целосно конзистентни со современите модели на проширување на универзумот.

Од што е направен универзумот? Водородот е најраспространет елемент во Универзумот (75%), на второ место е хелиумот (23%), а останатите елементи сочинуваат незначителни 2% од вкупната количина на материја. Просечната густина е 10-29 g / cm3, од кои значителен дел паѓа на таканаречената темна енергија и материја. Застрашувачките имиња не зборуваат за нивната инфериорност, само темната материја, за разлика од обичната материја, не е во интеракција со електромагнетното зрачење. Според тоа, не можеме да го набљудуваме и да ги извлекуваме нашите заклучоци само врз основа на индиректни докази.

Врз основа на горенаведената густина, масата на Универзумот е приближно 6 * 1051 kg. Треба да се разбере дека оваа бројка не вклучува темна маса.

Структурата на универзумот: од атоми до галактички јата

Вселената не е само огромна празнина во која ѕвездите, планетите и галаксиите се рамномерно расфрлани. Структурата на универзумот е доста сложена и има неколку нивоа на организација, кои можеме да ги класифицираме според скалата на објектите:

1. Астрономските тела во универзумот обично се групирани во системи. Ѕвездите често формираат парови или се дел од јата кои содржат десетици, па дури и стотици ѕвезди. Во овој поглед, нашето Сонце е прилично нетипично, бидејќи нема „близнак“;
2. Следната фаза на организација се галаксиите. Тие можат да бидат спирални, елипсовидни, леќести, неправилни. Научниците сè уште не разбираат целосно зошто галаксиите имаат различни форми. На ова ниво, откриваме такви чуда на универзумот како црни дупки, темна материја, меѓуѕвезден гас, двојни ѕвезди. Покрај ѕвездите, тие вклучуваат прашина, гас, електромагнетно зрачење... Неколку стотици милијарди галаксии се откриени во познатиот универзум. Тие често се судираат еден со друг. Тоа не е како сообраќајна несреќа: ѕвездите само се мешаат и ја менуваат својата орбита. Таквите процеси траат милиони години и водат до формирање на нови ѕвездени јата;
3. Неколку галаксии ја формираат локалната група. Нашиот, покрај Млечниот Пат, ги вклучува и маглината Триаголник, Маглината Андромеда и уште 31 систем. Групите галаксии се најголемите познати стабилни структури во Универзумот, тие се држат заедно со гравитациона сила и некој друг фактор. Научниците пресметале дека гравитацијата сама по себе очигледно не е доволна за одржување на стабилноста на овие објекти. Сè уште нема научна основа за овој феномен;
4. Следното ниво на структурата на Универзумот е суперјато на галаксии, од кои секое содржи десетици, па дури и стотици галаксии и јата. Сепак, гравитацијата повеќе не ги држи, па тие го следат универзумот што се шири;
5. Последното ниво на организација на универзумот се клетките или меурите, чии ѕидови формираат суперјатови на галаксии. Помеѓу нив има празни области наречени празнини. Овие структури на Универзумот имаат размери од околу 100 Mpc. На овој степен, процесите на проширување на универзумот се најзабележливи; со него е поврзано и реликтно зрачење - ехо на Големата експлозија.

Како настанал универзумот

Како настанал универзумот? Што се случи до овој момент? Како стана тој бесконечен простор каков што го знаеме денес? Дали тоа беше несреќа или природен процес?

По децении дебата и жестока дебата, физичарите и астрономите практично дојдоа до консензус дека универзумот настанал од експлозија на огромна моќ. Тој не само што ја роди целата материја во Универзумот, туку ги определи и физичките закони според кои постои космосот кој ни е познат. Ова се нарекува теорија на Биг Бенг.

Според оваа хипотеза, еднаш целата материја на некој неразбирлив начин била собрана во една мала точка со бесконечна температура и густина. Тоа се нарекува сингуларност. Пред 13,8 милијарди години, точката експлодирала, формирајќи ѕвезди, галаксии, нивните јата и други астрономски тела на Универзумот.

Зошто и како се случи ова не е јасно. Научниците треба да заградат многу прашања поврзани со природата на сингуларноста и неговото потекло: целосна физичка теорија за оваа фаза во историјата на Универзумот сè уште не постои. Треба да се напомене дека постојат и други теории за потеклото на универзумот, но тие имаат многу помалку приврзаници.

Терминот „Биг Бенг“ влезе во оптек кон крајот на 40-тите години по објавувањето на работата на британскиот астроном Хојл. Денес, овој модел е темелно разработен - физичарите можат со сигурност да ги опишат процесите што се случија дел од секундата по овој настан. Можете исто така да додадете дека оваа теорија овозможи да се одреди точната старост на Универзумот и да се опишат главните фази на неговата еволуција.

Главниот доказ за теоријата на Биг Бенг е присуството на реликтно зрачење. Отворен е во 1965 година. Овој феномен настанал како резултат на рекомбинација на атоми на водород. Реликтното зрачење може да се нарече главен извор на информации за тоа како Универзумот бил распореден пред милијарди години. Изотропно и рамномерно го исполнува просторот.

Друг аргумент во прилог на објективноста на овој модел е самиот факт на проширување на Универзумот. Всушност, екстраполирајќи го овој процес во минатото, научниците дојдоа до сличен концепт.

Има и слабости во теоријата на Биг Бенг. Ако универзумот се формирал веднаш од една мала точка, тогаш требало да има нееднаква дистрибуција на материјата, што ние не го набљудуваме. Исто така, овој модел не може да објасни каде отишла антиматеријата, чија количина во „моментот на создавањето“ не требало да биде инфериорна во однос на обичната барионска материја. Меѓутоа, сега бројот на античестички во Универзумот е мал. Но, најзначајниот недостаток на оваа теорија е нејзината неспособност да го објасни феноменот на Големата експлозија, таа едноставно се перцепира како остварен факт. Не знаеме како изгледал универзумот пред сингуларноста.

Постојат и други хипотези за потеклото и понатамошната еволуција на универзумот. Стационарниот модел Universe е популарен многу години. Голем број научници беа на мислење дека како резултат на квантните флуктуации, тој настанал од вакуум. Меѓу нив беше и познатиот Стивен Хокинг. Ли Смолин ја изнесе теоријата дека нашиот, како и другите универзуми, се формирале во црни дупки.

Направени се обиди да се подобри постоечката теорија за Биг Бенг. На пример, постои хипотеза за цикличноста на Универзумот, според која раѓањето од сингуларитет не е ништо повеќе од негова транзиција од една состојба во друга. Точно, овој пристап е во спротивност со вториот закон на термодинамиката.

Еволуцијата на универзумот или она што се случи по Големата експлозија

Теоријата на Биг Бенг им овозможи на научниците да создадат точен модел на еволуцијата на Универзумот. И денес добро знаеме какви процеси се одвивале во младиот универзум. Единствен исклучок е најраната фаза на создавање, која продолжува да биде предмет на интензивна дискусија и полемика. Се разбира, за да се постигне сличен резултат, еден теоретска основане беше доволно, беа потребни години истражување на универзумот и илјадници експерименти на акцелератори.

Науката денес ги идентификува следните фази по Големата експлозија:

1. Најраниот од познатите периоди се нарекува ера на Планк, потребен е сегмент од 0 до 10-43 секунди. Во тоа време, целата материја и енергија на универзумот беа собрани во еден момент, а четирите основни интеракции беа едно;
2. Возраст за големо обединување (од 10-43 до 10-36 секунди). Се карактеризира со појава на кваркови и раздвојување на главните типови на интеракции. Главниот настан во овој период се смета за ослободување на гравитационата сила. Во оваа ера почнаа да се формираат законите на универзумот. Денес имаме можност за детален опис на физичките процеси од оваа ера;
3. Третата фаза на создавање се нарекува ера на инфлација (од 10-36 до 10-32 години). Во тоа време, брзото движење на Универзумот започна со брзина што значително ја надминува брзината на светлината. Станува поголем од денешниот видлив универзум. Започнува ладењето. Во овој период, основните сили на универзумот конечно се поделени;
4. Во периодот од 10−32 до 10−12 секунди се појавуваат „егзотични“ честички како Хигсовиот бозон, просторот е исполнет со кварк-глуонска плазма. Интервалот од 10-12 до 10-6 секунди се нарекува епоха на кваркови, од 10-6 до 1 секунда - хадрони, за 1 секунда по Големата експлозија започнува ерата на лептоните;
5. Фаза на нуклеосинтеза. Тоа траеше некаде до третата минута од почетокот на настаните. Во овој период, атомите на хелиум, деутериум, водород произлегуваат од честичките во Универзумот. Ладењето продолжува, просторот станува транспарентен за фотоните;
6. Три минути по Биг Бенг, започнува ерата на примарната рекомбинација. Во овој период се појави реликтно зрачење, кое астрономите сè уште го проучуваат;
7. Периодот 380 илјади - 550 милиони години се нарекува мрачен век. Универзумот во овој момент е исполнет со водород, хелиум и разни видови на зрачење. Немаше извори на светлина во универзумот;
8. 550 милиони години по создавањето, се појавуваат ѕвезди, галаксии и други чуда на универзумот. Првите ѕвезди експлодираат, ослободувајќи ја материјата да формира планетарни системи. Овој период се нарекува ера на рејонизација;
9. На возраст од 800 милиони години, во Универзумот почнуваат да се формираат првите ѕвездени системи со планети. Доаѓа добата на супстанцијата. Во овој период се формира и нашата матична планета.

Се верува дека интересот за космологијата е периодот од 0,01 секунда по чинот на создавањето до денес. Во овој временски период се формирале примарните елементи од кои ѕвездите, галаксиите, сончев систем... За космолозите, ерата на рекомбинација се смета за особено важен период, кога се појави реликтно зрачење, со чија помош продолжува проучувањето на познатиот универзум.

Историја на космологијата: најраниот период

Човекот размислува за структурата на светот околу него од памтивек. Најраните идеи за структурата и законите на универзумот може да се најдат во бајките и легендите. различни народисветот.

Се верува дека редовните астрономски набљудувања првпат биле практикувани во Месопотамија. На оваа територија постојано живееле неколку напредни цивилизации: Сумери, Асирци, Персијци. Можеме да дознаеме за тоа како тие го замислувале универзумот од многуте клинесто писмо пронајдени на локацијата на античките градови. Првите записи за движењето на небесните тела датираат од VI милениум п.н.е.

Од астрономските феномени, Сумерите најмногу ги интересирале циклусите - промените на годишните времиња и фазите на Месечината. Идната жетва и здравјето на домашните животни, според тоа, од нив зависеше опстанокот на човечката популација. Од ова беше донесен заклучок за влијанието на небесните тела врз процесите што се случуваат на Земјата. Затоа, проучувајќи го универзумот, можете да ја предвидите вашата иднина - вака се родила астрологијата.

Сумерите измислиле столб за одредување на висината на Сонцето, создале сончев и лунарен календар, ги опишале главните соѕвездија и откриле некои од законите на небесната механика.

Големо внимание беше посветено на движењето на вселенските објекти во религиозните практики Антички Египет... Жителите на долината на Нил користеле геоцентричен модел на универзумот во кој сонцето се врти околу земјата. Многу древни египетски текстови кои содржат астрономски информации дојдоа до нас.

Науката за небото достигна значителни височини во античка Кина. Тука, уште во III милениум п.н.е. д. се појавила функцијата дворски астроном, а во XII век п.н.е. д. беа отворени првите опсерватории. За затемнувањата на Сонцето, прелетување на комети, метеорски дождовии други интересни космички настани од антиката, главно ги знаеме од кинеските летописи и летописи, кои скрупулозно се чувале со векови.

Хелените многу ја почитувале астрономијата. Тие го проучуваа ова прашање бројни филозофски школи, од кои секоја, по правило, имаше свој систем на универзумот. Грците први ја изнесоа претпоставката за сферичната форма на Земјата и ротацијата на планетата околу сопствената оска. Астрономот Хипарх ги вовел концептите на апоге и перигеј, орбитална ексцентричност, развил модели на движење на Сонцето и Месечината и ги пресметал периодите на револуција на планетите. Голем придонес во развојот на астрономијата даде Птоломеј, кој може да се нарече креатор на геоцентричниот модел на Сончевиот систем.

Цивилизацијата на Маите достигна големи височини во проучувањето на законите на универзумот. Тоа го потврдуваат и резултатите од археолошките ископувања. Свештениците знаеле да предвидат затемнувања на Сонцето, создале совршен календар, изградиле бројни опсерватории. Астрономите на Маите ги набљудувале блиските планети и можеле точно да ги одредат нивните орбитални периоди.

Средниот век и модерното време

По распадот на Римската империја и ширењето на христијанството, Европа се втурна во мрачниот век речиси еден милениум - развој природните науки, вклучително и астрономијата, практично престана. Европејците црпеа информации за структурата и законите на универзумот од библиските текстови, неколку астрономи цврсто се придржуваа до геоцентричниот систем на Птоломеј, астрологијата уживаше невидена популарност. Вистинското проучување на универзумот од страна на научниците започна дури во ренесансата.

На крајот на 15 век, кардиналот Николај Кузански изнесе храбра идеја за универзалноста на универзумот и бесконечноста на длабочините на универзумот. Веќе до 16 век, стана јасно дека ставовите на Птоломеј биле погрешни и без усвојување на нова парадигма понатамошно развивањенауката е незамислива. Полскиот математичар и астроном Николаус Коперник одлучил да го скрши стариот модел и предложил хелиоцентричен модел на Сончевиот систем.

Од модерна гледна точка, неговиот концепт беше несовршен. Во Коперник, движењето на планетите било обезбедено со ротација на небесните сфери на кои биле прикачени. Самите орбити беа кружни, а на границата на светот имаше сфера со неподвижни ѕвезди. Меѓутоа, ставајќи го Сонцето во центарот на системот, полскиот научник несомнено направи вистинска револуција. Историјата на астрономијата може да се подели на два големи дела: најстариот период и проучувањето на универзумот од Коперник до денес.

Во 1608 година, италијанскиот научник Галилео го измислил првиот телескоп во светот, кој даде огромен поттик за развојот на набљудувачката астрономија. Сега научниците би можеле да размислуваат за длабочините на универзумот. Се испостави дека Млечниот пат се состои од милијарди ѕвезди, Сонцето има дамки, Месечината има планини, а сателитите се вртат околу Јупитер. Појавата на телескопот предизвика вистински бум во оптичките набљудувања на чудата на универзумот.

Во средината на 16 век, данскиот научник Тихо Брахе бил првиот што започнал со редовни астрономски набљудувања. Тој го докажа космичкото потекло на кометите, со што ја поби идејата на Коперник за небесните сфери. На почетокот на 17 век, Јоханес Кеплер ги реши мистериите на планетарното движење формулирајќи ги неговите познати закони. Во исто време беа откриени маглините Андромеда и Орион, прстените на Сатурн и беше составена првата карта на површината на Месечината.

Во 1687 година, Исак Њутн го формулирал законот за универзална гравитација, кој ја објаснува интеракцијата на сите компоненти на универзумот. Тој овозможи да се види скриеното значење на законите на Кеплер, кои, всушност, беа емпириски заклучени. Принципите откриени од Њутн им овозможија на научниците да го разгледаат просторот на универзумот на нов начин.

18 век беше период на брз развој на астрономијата, значително проширување на границите на познатиот универзум. Во 1785 година, Кант ја изнесе брилијантната идеја дека Млечниот Пат е огромно ѕвездено јато споено од гравитацијата.

Во тоа време, нови небесни тела се појавија на „картата на универзумот“, телескопите беа подобрени.

Во 1785 година, англискиот астроном Хершел, врз основа на законите на електромагнетизмот и Њутновата механика, се обидел да создаде модел на Универзумот и да ја одреди неговата форма. Сепак, тој не успеа.

Во 19 век, инструментите на научниците станаа попрецизни, се појави фотографска астрономија. Спектралната анализа, која се појави во средината на векот, доведе до вистинска револуција во набљудувачката астрономија - сега хемискиот состав на објектите стана тема за истражување. Откриен е астероидниот појас, измерена е брзината на светлината.

Ера на откритија или модерно време

Дваесеттиот век беше ера на вистински откритија во астрономијата и космологијата. На почетокот на векот, Ајнштајн му ја покажа на светот својата теорија на релативност, која направи вистинска револуција во нашето разбирање на универзумот и ни овозможи да погледнеме нов поглед на својствата на универзумот. Во 1929 година, Едвин Хабл откри дека нашиот универзум се шири. Во 1931 година, Жорж Леметр ја изнесе идејата за нејзино формирање од една мала точка. Всушност, ова беше почеток на теоријата на Биг Бенг. Во 1965 година беше откриено реликтно зрачење, кое ја потврди оваа хипотеза.

Во 1957 година, првиот вештачки сателит беше испратен во орбитата, по што вселенска ера... Сега астрономите не само што можеа да набљудуваат небесни телаво телескопи, но и да ги проучува одблиску со помош на меѓупланетарни станици и сонди за спуштање. Можевме дури и да слетаме на површината на Месечината.

90-тите може да се наречат „период на темната материја“. Нејзиното откритие го објасни забрзувањето на ширењето на универзумот. Во тоа време, беа ставени во функција нови телескопи, кои ни овозможија да ги прошириме границите на познатиот универзум.

Во 2016 година беа откриени гравитациони бранови, кои најверојатно ќе го означат почетокот на нова гранка на астрономијата.

Во текот на изминатите векови, ние значително ги проширивме границите на нашето знаење за Универзумот. Меѓутоа, всушност, луѓето само ја отворија вратата и погледнаа во огромен и прекрасен свет, полн со тајни и неверојатни чуда.

Ако имате какви било прашања - оставете ги во коментарите под статијата. Ние или нашите посетители со задоволство ќе одговориме на нив.