Сучасні моделі розвитку Всесвіту

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати















Контрольна робота



Сучасні моделі розвитку Всесвіту











Санкт-Петербург, 2009

Введення


З давніх часів людини мучило питання, як влаштований світ, в якому ми живемо і звідки він взявся. Придумувалися найнеймовірніші гіпотези. Останнім часом людство дуже просунулося у вивченні цього питання. Тепер досить добре відомо, як влаштований Всесвіт в дуже великий її області. Тим не менше, чим більше ми дізнаємося про світ, тим більше з'являється питань. На кожному етапі пізнання вчені стикаються з межами пізнавальних можливостей, накладених недосконалістю інструментів і методів дослідження. Ці питання, як правило, вирішуються, але в даний час наука в пізнанні світу проникла так далеко, що обмеження в пізнанні за допомогою експерименту та спостереження накладаються вже самими законами природи.

Тому все більше науці доводиться вдаватися до допомоги філософії. Сучасна космологія не можлива без філософських підходів, оскільки, на сьогоднішній день неможливо заглянути ні в далеке минуле Всесвіту, ні в ті області, які віддаляються від нас зі швидкостями, близькими до швидкості світла.



  1. Всесвіт у цілому


1.1 Космологія - наука про Всесвіт


Космологія - астрофізична теорія структури та динаміки зміни Метагалактики, що включає в себе і певне розуміння властивостей всього Всесвіту.

Сам термін «космологія» утворений від двох грецьких слів: cosmos - Всесвіт і logos - закон, вчення. За своєю суттю космологія є розділ природознавства, що використовує досягнення та методи астрономії, фізики, математики, філософії. Природничо базою космології є астрономічні спостереження Галактики та інших зоряних систем, загальна теорія відносності, фізика мікропроцесів і високої щільності енергії, релятивістська термодинаміка і ряд інших новітніх фізичних теорій.

Багато положень сучасної космології здаються фантастичними. Поняття Всесвіту, нескінченності, Великого вибуху не піддаються наочному фізичній сприйняття; такі об'єкти і процеси не можна зафіксувати безпосередньо. З-за цієї обставини складається враження, що мова йде про щось надприродне. Але таке враження оманливе, оскільки функціонування космології носить досить конструктивний характер, хоча багато хто її положення і виявляються гіпотетична.

Сучасна космологія - це розділ астрономії, в якому об'єднані дані фізики і математики, а також універсальні філософські принципи, тому вона являє собою синтез наукових і філософських знань. Такий синтез в космології необхідний, оскільки роздуми про походження і будову Всесвіту емпірично важко перевірятися і частіше за все існують у вигляді теоретичних гіпотез або математичних моделей. Космологічні дослідження зазвичай розвиваються від теорії до практики, від моделі до експерименту, і тут вихідні філософські та загальнонаукові установки набувають великого значення. З цієї причини космологічні моделі істотно різняться між собою - в їх основі найчастіше лежать протилежні вихідні філософські принципи. У свою чергу, будь-які космологічні висновки також впливають на філософські уявлення про будову Всесвіту, тобто змінюють фундаментальні уявлення людини про світ і самому собі.

Найважливіший постулат сучасної космології полягає в тому, що закони природи, встановлені на основі вивчення вельми обмеженої частини Всесвіту, можуть бути екстрапольовані на значно ширші області, а, в кінцевому рахунку, і на весь Всесвіт. Космологічні теорії різняться в залежності від того, які фізичні принципи і закони покладені в їх основу. Побудовані на їх базі моделі повинні допускати перевірку для спостерігається області Всесвіту, а висновки теорії - підтверджуватися спостереженнями чи, в усякому разі, не суперечити їм.


1.2 Що таке Всесвіт?


Всесвіт - весь існуючий матеріальний світ, безмежний у часі і просторі і нескінченно різноманітний за формами, які приймає матерія в процесі свого розвитку. Всесвіт, що вивчається астрономією, - частина матеріального світу, що доступна дослідженню астрономічними засобами, що відповідають досягнутому рівню розвитку (цю частину Всесвіту називають Метагалактикою).

Раніше вчені вважали, що простір, в якому знаходяться зірки, є абсолютна порожнеча. Лише окремі астрономи час від часу порушували питання про можливе поглинання світла в міжзоряному середовищі. І тільки на самому початку XX сторіччя німецький астроном Гартман переконливо довів, що простір між зірками представляє собою аж ніяк не міфічну порожнечу. Воно заповнене газом, правда, з дуже малою, але цілком визначеною щільністю. Це видатні відкриття, так само як і багато інших, було зроблено за допомогою спектрального аналізу.

Майже половину століття міжзоряний газ досліджувався головним чином шляхом аналізу утворюються в ньому ліній поглинання. З'ясувалося, наприклад, що досить часто ці лінії мають складну структуру, тобто складаються з кількох близько розташованих один до одного компонент. Кожна така компонента виникає при поглинанні світла зірки в якому-небудь певному хмарі міжзоряної середовища, причому хмари рухаються один щодо одного зі швидкістю, близькою до 10 км / сек.

Хімічний склад міжзоряного газу в першому наближенні виявився досить близьким до хімічного складу зірок. Переважаючими елементами є водень і гелій, між тим як інші елементи можна розглядати як «домішки».

Міжзоряний газ в галактиках зазвичай становить кілька відсотків від повної маси зірок. Найбільше газу зустрічається в неправильних галактиках (іноді до 50%) і менше всього в еліптичних галактиках.

Міжзоряне пил, що знаходиться в площині диска, поглинає світло зірок, і галактика через це здається пересіченій темною смугою. Міжзоряне пил - це тверді мікроскопічні частинки речовини розміром менше мікрона. Ці пилинки мають складний хімічний склад. Встановлено, що пилинки мають досить витягнуту форму і в якійсь мірі «орієнтуються», тобто напрями їх витягнутості мають тенденцію «вибудовуватися» в даному хмарі більш-менш паралельно. З цієї причини проходить через тонку середу зоряний світ стає частково поляризованим.

Якщо за своїм складом галактики подібні, то структура галактик, що спостерігаються різна. ), спиральные ( S ) и неправильной формы ( Ir ). Галактики, в основному, бувають трьох видів: еліптичні (E), спіральні (S) і неправильної форми (Ir).

Простіше за все виглядають еліптичні галактики: вони рівні, однорідні за кольором і симетричні. Їх майже досконале будова наводить на думку про їх істотною простоті, і дійсно, параметри еліптичних галактик виявилося легше виміряти і підшукати під них теоретичні моделі, ніж зробити це для більш складних родичів цих об'єктів.

Розглянемо, наприклад, будова типовою еліптичної галактики. У її центрі знаходиться яскраве ядро, оточене розмитим сяйвом, яскравість якого падає по мірі віддалення від центру. Як і у всіх еліптичних галактик, падіння яскравості описується простий математичною формулою. Форма контуру галактики теж залишається майже однаковою на всіх рівнях яскравості. Всі ізофоти представляють собою майже ідеальні еліпси, центровані в точності на ядро галактики. Напрями великих осей і відносини великої осі до малої майже однакові у всіх еліпсів.

Фундаментальна простота еліптичних галактик узгоджується з припущенням про те, що вони керуються невеликим числом сил. Орбіти зірок гладкі і добре перемішані і ніщо, крім гравітації, не впливає на їх розташування, і ніяке безперервне зореутворення не зруйнувало їх правильності.

На відміну від еліптичних галактик для спіральних характерна наявність диска і балджа (потовщення). Спіральні рукави поступаються диску і балджа за кількістю містяться в них зірок, хоча і є важливими і видатними частинами галактики. Диск спіральної галактики досить плоский. Видимі з ребра галактики говорять про те, що товщина типового диска становить близько 1 / 10 його діаметра.

За допомогою методів моделювання на ЕОМ було доведено, що спіральні галактики являють собою швидко обертаються зоряні системи. Причиною утворення балдж, які володіють більшістю структурних властивостей еліптичних галактик, є те, що зірки починають утворюватися спочатку в центральних областях галактик, де щільність найвища.

Спіральна структура спіральних галактик виникає через те, що внутрішня частина галактики обертається зі швидкістю, відмінною від швидкості зовнішньої частини й рукави поступово закручуються в спіральний візерунок. Для галактик з віком, характерним для оточуючих нас галактик, число оборотів візерунка має бути дуже великим - приблизно рівним віком, поділеній на середній період обертання - близько 100. Однак у реальних спіральних галактик - принаймні у тих, що мають чіткі безперервні спіральні гілки, що спостерігається закрутка спірального візерунка становить лише на один-два оберти. Постає питання: як це пояснити? Проблема до теперішнього часу не дозволена. Вчені віддають перевагу магнітній, хвильової і вибуховий гіпотезам, що враховує астрофізичну бік проблеми.

У багатьох спіральних галактик є ще одна чудова структурна особливість - концентрація зірок у формі бруска (бару), що перетинає ядро і простягається симетричним чином в обидві сторони. Дані вимірювань швидкостей в них показують, що бари обертаються навколо ядра як тверді тіла, хоча, зрозуміло, вони насправді складаються з окремих зірок і газу. Все ще тривають суперечки про рухи газу в цих барах. Деякі дані свідчать про те, що газ тече назовні вздовж бару, а за іншими даними, він тече всередину. У будь-якому випадку, існування барів не дивує астрономів, які вивчають динаміку галактик. Чисельні моделі показують, що нестійкості в диску обертається галактики можуть виявлятися у формі бару, нагадує спостережувані.

Одне із завдань сучасної астрономії - зрозуміти, як утворилися галактики і як вони еволюціонують.


1.3 Моделі Всесвіту


У Всесвіті немає нічого єдиного і неповторного в тому сенсі, що в ній немає такого тіла, такого явища, основні і загальні властивості якого не були б повторені в іншому тілі, іншими явищами.

Теоретичне моделювання має важливе значення для з'ясування минулого і майбутнього спостережуваного Всесвіту. У 1922 р. А.А. Фрідман зайнявся розробкою оригінальної теоретичної моделі Всесвіту. Він припустив, що середня щільність не є постійною, а змінюється з часом. Фрідман прийшов до висновку, що будь-яка досить велика частина Всесвіту, рівномірно заповнювана матерією не може перебувати в стані рівноваги: ​​вона повинна або розширюватися, або стискатися. Ще в 1917 р. В.М. Слайдер виявив «червоний зсув» спектральних ліній у спектрах далеких галактик. Таке усунення спостерігається тоді, коли джерело світла віддаляється від спостерігача. У 1929 р. Е. Хаббл пояснив це явище взаємним розбігання цих зоряних систем. Явище «червоного зсуву» спостерігається в спектрах майже всіх галактик, крім найближчих (декількох). І чим далі від нас галактика, тим більше зрушення ліній у її спектрі, тобто всі зоряні системи віддаляються від нас із величезними швидкостями в сотні, тисячі десятки тисяч кілометрів на секунду, більш далекі галактики володіють і великими швидкостями. А після того, як ефект «червоного зсуву» був виявлений і в радіодіапазоні, то не залишилося, ніяких сумнівів в тому, що спостережувана Всесвіт розширюється. В даний час відомі галактики, що віддаляються від нас зі швидкістю 0,46 швидкості світла. А сверхзвездой і квадри - 0,85 швидкості світла. На галактики постійно діє якась сила. У віддаленому минулому матерія в нашій області Всесвіту перебувала в надщільним стані. Потім стався «вибух», в результаті якого і почалося розширення. Щоб з'ясувати подальшу долю метагалактики, необхідно оцінити середню щільність міжзоряного газу. Якщо вона вище 10 протонів на 1м 3, то загальне гравітаційне поле метагалактики досить велике, щоб поступово зупинити розширення. І воно зміщується стиском.

Виникли дві думки з приводу стану Метагалактики до початку розширення. Відповідно до одного з них первісна речовина метагалактики складалося з «холодної» суміші протонів, тобто ядер атомів водню, електронів і нейтронів. Відповідно до другої, температура була дуже велика, а щільність випромінювання навіть перевершувала щільність речовини. Але після відкриття в 1965 р. реліктового випромінювання А. Тіцнасом і Р. Вілсоном перевагу було віддано другої теорії. Після була представлена ​​спроба представити хід подій на перших стадіях розширення Метагалактики: через 1с після початку розширення надщільний вихідної плазми щільність речовини знизилася до 500 кг / см 3, а t = 10 13 ° С. Протягом наступних 100 щільність знизилася до 50 г / см 2 температура впала. Об'єдналися протони і нейтрони => ядра гелію. При t = 4000 о, це тривало кілька сотень тисяч років. Потім, після того, як утворилися атоми водню, почалося поступове формування гарячих водневих хмар, з яких утворилися галактики і зірки. Однак у процесі розширення могли зберегтися згустки надщільного до зоряної речовини, а в процесі їх розпаду утворилися зірки й галактики. Не виключено, що діяли обидва механізми. Поняття Метагалактика не є цілком зрозумілим. Воно сформувалося на підставі аналогії з зірками. Спостереження показують, що галактики, подібно зіркам, що групуються в розсіяні й кульові скупчення, також об'єднуються в групи і скупчення різної чисельності. Вся охоплена сучасними методами астрономічних спостережень частина Всесвіту називається Метагалактикою (або нашого Всесвіту). У Метагалактиці простір між галактиками заповнений надзвичайно розрядженим міжгалактичним газом, пронизується космічними променями, в ньому існують магнітні і гравітаційні поля, і можливо невидимі маси речовин.

У 1929 р. Хаббл відкрив чудову закономірність, яка була названа «законом Хаббла» або «закон червоного зсуву».

Пояснивши червоні зсуви ефектом Доплера (сприйнята частота хвилі залежить від відносної швидкості її джерела), вчені прийшли до висновку про те, що відстань між нашою та іншими галактиками безупинно збільшується. Хоча, безумовно, галактики не розлітаються в усі боки від нашої галактики, що не займає ніякого особливого становища в Метагалактиці, а відбувається взаємне віддалення всіх галактик. Отже, Метагалактика не стаціонарно.

Проміжок розширення дорівнює 20-13 млрд. років. Розширення метагалактики є найграндіознішою з відомих в теперішній час явищем природи. Це відкриття справило докорінна зміна в поглядах філософів і вчених. Адже деякі філософи ставили знак рівності між Метагалактикою і всесвіту, і намагалися довести, що розширення метагалактики підтверджує релігійне уявлення про божественність походження всесвіту. Але Всесвіту відомі природні процеси, по всій ймовірності це вибухи. Є припущення, що розширення метагалактики також почалося з явища нагадує. Колосальний вибух речовини, що володіє величезною температурою і щільністю.

Ця теорія називається теорією «гарячого Всесвіту». Щоб надщільного речовина перетворилося в речовину з близькою щільністю до щільності води. Через кілька годин щільність майже зрівнялася з щільністю нашого повітря, а зараз, після закінчення мільярдів років оцінка середньої густини речовини в Метагалактиці призводить до значення близько 10 -28 кг / м 3.

Але всі ці дані вдалося отримати тільки за допомогою унікального складного обладнання дозволяє розширити межі Всесвіту. До цих пір людство удосконалює його, винаходили все більш геніальні прилади, але ще на зорі цивілізації, коли допитливий людський розум звернувся до захмарних висот, великі філософи мислили своє уявлення про Всесвіт, як про щось нескінченному.

Давньогрецький філософ Анаксимандр (VI ст. До н.е.) ввів уявлення про якоїсь єдиної безмежності, не володіла ні якими звичними спостереженнями, якостями, першооснову всього - апейрон (щось безмежне, безмежне, нескінченне).

Давньогрецьким філософам належить ряд геніальних здогадок про будову Всесвіту. Анаксимандр висловив ідею ізольованості Землі, у просторі. Ейлалай першим описав пифагорейскую систему світу, де Земля, як і Сонце, зверталися навколо якогось «гігантського вогню». Кулястість Землі стверджував інший піфагорієць Парменід (VI-V ст. В. До н.е.). Геракліт Понтійський (V-IV ст до н.е.) стверджував так само її обертання навколо своєї осі і доніс до греків ще більш давню ідею єгиптян про те, що саме сонце може служити центром обертання деяких планет (Венера, Меркурій).

Французький філософ і вчений, фізик, математик, фізіолог Рене Декарт (1596-1650) створив теорію про еволюційну вихровий моделі Всесвіту на основі геліоцентралізма. У своїй моделі він розглядав небесні тіла та їх системи в їх розвитку. Для XVII ст. в. його ідея була надзвичайно сміливою. За Декарту, всі небесні тіла утворювалися в результаті вихрових рухів, що відбувалися в однорідному на початку, світової матерії. Абсолютно однакові матеріальні частки, перебуваючи в безперервному русі і взаємодії, змінювали свою форму і розміри, що призвело до спостережуваного нами багатому різноманітності природи.

Сонячна система згідно Декарту, представляє собою один з таких вихорів світової матерії. Планети не мають власного руху - вони рухаються, захоплюємося світовим вихором. Декарт вніс і нову ідею для пояснення тяжкості: він вважав, що в вихорах, що виникають навколо планет частки тиснуть один на одного і тим викликають явище тяжкості (наприклад на Землі). Таким чином, Декарт, першим став розглядати тяжкість не як вроджене, а як похідне якість тел.

Великий німецький учений, філософ Іммануїл Кант (1724-1804) створив першу універсальну концепцію еволюціонує Всесвіту, збагативши картину її рівної структури, і представив Всесвіт нескінченної в особливому значенні. Він обгрунтував можливості і значну ймовірність виникнення такого Всесвіту винятково під дією механічних сил притягання та відштовхування і намагався з'ясувати подальшу долю цього Всесвіту на всіх її масштабних рівнях - починаючи з планетної системних і закінчуючи світом туманності.

Ейнштейн зробив радикальну наукову революцію, запровадивши свою теорію відносності. Це було порівняно просто, як і все геніальне. Йому не довелося попередньо відкрити нові явища, встановити кількісні закономірності. Він лише дав принципово нове пояснення.

Ейнштейн розкрив більш глибокий сенс встановлених залежностей, ефектів вже пов'язаних в якусь фізико-математичну систему (у вигляді постулатів Пуанкаре). Замінивши в даному випадку теорію абсолютність простору і часу ідеєю їх відносності, яку тепер вже не пов'язували з ідеєю абсолютного в просторі, абсолютної системи відліку. Такий переворот знімав основне протиріччя, що створювала кризову ситуацію, в теоретичному осмисленні дії. Більш того, відкрився шлях для подальшого проникнення у властивості і закони навколишнього світу, настільки глибоко, що сам Ейнштейн не відразу усвідомив ступінь революційності своєї ідеї.

У статті від 30.06.1905 р., що заклала основи спеціальної теорії відносності Ейнштейн, узагальнюючи принципи відносності Галілея, проголосив рівноправність усіх інерційних систем відліку не тільки в механічних, але також електромагнітних явищ.

Спеціальна або часткова теорія відносності Ейнштейна стала результатом узагальнення механіки Галілея і електродинаміки Максвелла Лоренца. Вона описує закони всіх фізичних процесів при швидкостях руху близьких до швидкості світла.

Вперше принципово нові космологічні слідства загальної теорії відносності розкрив видатний радянський математик і фізик - теоретик Олександр Фрідман (1888-1925 рр.).. Виступивши в 1922-24 рр.. він розкритикував висновки Ейнштейна про те, що Всесвіт кінцева і має форму чотиривимірного циліндра. Ейнштейн зробив свій висновок, виходячи з припущення про стаціонарності Всесвіту, але Фрідман показав необгрунтованість його вихідного постулату.

Фрідман навів дві моделі Всесвіту. Незабаром ці моделі знайшли дивно точне підтвердження в безпосередніх спостереженнях рухів далеких галактик в ефекті «червоного зсуву» в їх спектрах.

Цим Фрідман довів, що речовина у Всесвіті не може знаходитися в спокої. Своїми висновками Фрідман теоретично сприяв відкриттю необхідності глобальної еволюції Всесвіту.



  1. Сучасні моделі розвитку Всесвіту


2.1 Теорії еволюції Всесвіту


Існує кілька теорій еволюції:

Теорія стаціонарного вибуху

Головна ідея цієї теорії полягає в наступному: у міру того як галактики віддаляються один від одного при хаббловском розширенні, в зростаючому просторі між ними утворюється нова матерія. Новостворена матерія з часом самоорганізується у галактики, які, у свою чергу, будуть віддалятися один від одного, вивільняючи простір для утворення нової матерії. Таким чином, спостерігається розширення було узгоджене з поняттям «стаціонарної» Всесвіту, що зберігає свою загальну щільність і не має єдиної точки освіти (наявність якої передбачає теорія Великого вибуху).

Теорія пульсуючого Всесвіту

Теорія пульсуючого всесвіту, варіант теорії великого вибуху, за яким Всесвіт проходить послідовні періоди розширення і стиснення. У кінці стадії стиснення, коли Всесвіт концентрується в маленькому обсязі великої щільності, ймовірно, відбувається «розліт» Всесвіту, званий вибухом. Таким чином, за цією теорією Всесвіт нескінченно пульсує між «Великим вибухом» і «Великим стисненням».


2.2 Великий вибух


Концепція Великого вибуху з'явилася з відкриттям закону Хаббла. Цей закон описує простою формулою результати спостережень, згідно з якими видимий Всесвіт розширюється, і галактики віддаляються один від одного. Неважко, отже, в думках «прокрутити плівку назад» і уявити, що у вихідний момент, мільярди років тому, Всесвіт перебувала в надщільним стані. Така картина динаміки розвитку Всесвіту підтверджується двома важливими фактами.

  1. Космічний мікрохвильової фон

У 1964 році американські фізики Арно Пензіас та Роберт Вілсон виявили, що Всесвіт наповнена електромагнітним випромінюванням в мікрохвильовому діапазоні частот. Наступні виміри показали, що це характерне класичне випромінювання чорного тіла, властиве об'єктів з температурою біля -270 ° С (3 К), тобто всього на три градуси вище за абсолютний нуль.

По суті, Пензіас та Вілсон визначили температуру складових Всесвіту після того, як вона остигала протягом 15 мільярдів років: її фонове випромінювання виявилося в діапазоні мікрохвильових радіочастот.

Історично це відкриття і зумовило вибір на користь космологічної теорії Великого вибуху. Інші моделі Всесвіту (наприклад, теорія стаціонарного Всесвіту) дозволяють пояснити факт розширення Всесвіту, але не наявність космічного мікрохвильового фону.

  1. Достаток легких елементів

Рання Всесвіт був дуже гарячою. Навіть якщо протони і нейтрони при зіткненні об'єднувалися і формували більш важкі ядра, час їх існування було незначним, тому що вже при наступному зіткненні з ще однієї важкої і швидкої часткою ядро знову розпадалося на елементарні компоненти. Виходить, що з моменту Великого вибуху повинно було пройти близько трьох хвилин, перш ніж Всесвіт охолола настільки, щоб енергія зіткнень дещо пом'якшилася, і елементарні частинки почали утворювати стійкі ядра. В історії раннього Всесвіту це ознаменувало відкриття вікна можливостей для утворення ядер легких елементів. Всі ядра, що утворювалася в перші три хвилини, неминуче розпадалися; надалі почали з'являтися стійкі ядра.

Однак це первинна освіта ядер на ранній стадії розширення Всесвіту тривав дуже недовго. Незабаром після перших трьох хвилин частинки розлетілися так далеко один від одного, що зіткнення між ними стали вкрай рідкісними, і це ознаменувало закриття вікна синтезу ядер. У цей короткий період первинного нуклеосинтезу в результаті зіткнень протонів і нейтронів утворилися дейтерій (важкий ізотоп водню з одним протоном і одним нейтроном в ядрі), гелій-3 (два протони і нейтрон), гелій-4 (два протони і два нейтрони) і, в незначній кількості, літій-7 (три протона і чотири нейтрона). Все більш важкі елементи утворюються пізніше - при формуванні зірок.

Теорія Великого вибуху дозволяє визначити температуру ранньої Всесвіту і частоту зіткнень часток в ній. Як наслідок, ми можемо розрахувати співвідношення кількості різних ядер легких елементів на первинній стадії розвитку Всесвіту. Порівнявши ці прогнози з реально спостережуваним співвідношенням легких елементів (з поправкою на їх утворення в зірках), ми виявляємо вражаюче відповідність між теорією і спостереженнями.

Звичайно, далеко не всі вивчено: вчені не можуть пояснити саму першопричину виникнення Всесвіту, не зрозуміло й те, чи діяли в момент її зародження нинішні фізичні закони. Але переконливих аргументів на користь теорії Великого вибуху на сьогоднішній день накопичено більше ніж на користь інших теорій.



3. Дослідження Всесвіту в наші дні


Величезне практичне значення науки в XX ст. зробило її тією галуззю знання, до якої масову свідомість відчуває глибоку повагу. Слово науки вагомо, і від того мальованої нею картина Всесвіту часто приймається за точну фотографію реальної дійсності, як вона є насправді, незалежно від нас. Адже наука і претендує на цю роль - безпристрасного і точного дзеркала, що відображає світ у строгих поняттях і струнких математичних обчисленнях. Однак за звичним, що корениться ще в епосі Просвітництва довірою до висновків науки, часто забувається, що вона - розвивається і рухома система знань, що способи бачення, притаманні їй, мінливі. А це означає, що сьогоднішня картина Всесвіту не дорівнює вчорашньої.

Вражаючий прогрес науки про Всесвіт, розпочатий великої коперніканської революцією, вже неодноразово призводив до вельми глибоким, часом радикальних змін в дослідницькій діяльності астрономів і, як наслідок, в системі знання про структуру та еволюції космічних об'єктів. У наш час астрономія розвивається особливо стрімкими темпами, наростаючими з кожним десятиліттям. Потік видатних відкриттів і досягнень нестримно наповнює її новим змістом.

На початку XXI століття перед вченими постають нові питання про будову Всесвіту, відповіді на які вони сподіваються отримати за допомогою прискорювача - Великого адронного коллайдера (ВАК).

Великий Адронний Колайдер. «Великим» його названо через свого розміру (його периметр становить приблизно 27 км), «адронним» - тому що він прискорює протони і важкі ядра, які є адронами (тобто частинками, що складаються з кварків), « коллайдером »- тому що прискорюються ці частки в двох пучках, циркулюючих в ньому в протилежних напрямках, і в спеціальних місцях стикаються один з одним.

ВАК перебуває на території Швейцарії і Франції, поблизу Женеви, в тунелі на глибині близько 100 метрів.

На початку XX століття у фізиці з'явилися дві засадничі теорії - загальна теорія відносності (ЗТВ) Альберта Ейнштейна, яка описує Всесвіт на макрорівні, і квантова теорія поля, яка описує Всесвіт на мікрорівні. Проблема в тому, що ці теорії несумісні один з одним. Ейнштейн багато років намагався розробити єдину теорію поля, але безуспішно, оскільки ігнорував квантову механіку.

В кінці 1960-х фізикам вдалося розробити Стандартну модель (СМ), яка об'єднує три з чотирьох фундаментальних взаємодій - сильна, слабка і електромагнітне. Гравітаційна взаємодія як і раніше описують в термінах ЗТВ. Таким чином, в даний час фундаментальні взаємодії описуються двома загальноприйнятими теоріями: ОТО і РМ. Їх об'єднання поки досягти не вдалося через труднощі створення теорії квантової гравітації.

ВАК дає можливість провести експерименти, які раніше було неможливо провести і, імовірно, підтвердить або спростує частину цих теорій.

І хто знає, розвиток яких нових галузей людських знань спричинять за собою майбутні дослідження.



Висновок


Процес еволюції Всесвіту відбувається дуже повільно. Адже Всесвіт у багато разів старше астрономії і взагалі людської культури. Зародження і еволюція життя на землі є лише незначним ланкою в еволюції Всесвіту. І все ж дослідження, проведені в нашому столітті, відкрили завісу, що закриває від нас далеке минуле.

Сучасна наукова картина світу динамічна, суперечлива. У ній більше питань, ніж відповідей. Вона дивує, лякає, ставить у глухий кут, шокує. Пошукам розуму, що пізнає немає меж, і в найближчі роки ми, можливо, будемо вражені новими відкриттями і новими ідеями.



Список літератури


  1. Лавриненко В.М. Концепції сучасного природознавства: підручник / В.М. Лавриненко, В.П. Ратникова. - М.: 2006. - 317 с.

  2. Найдиш В.М. Концепції сучасного природознавства: підручник / В.М. Найдиш. - М.: 2004. - 622 с.

  3. Садохін А.П. Концепції сучасного природознавства: підручник / А.П. Садохін. - М.: 2006. - 449 с.

  4. Новини астрономії, космонавтики, Всесвіту. : http :// universe - news . ru (Дата обращения 08.10.09) - URL: http: / / universe - news. Ru (Дата звернення 08.10.09)

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Астрономія | Контрольна робота
92.8кб. | скачати


Схожі роботи:
Сучасні моделі зачісок і сучасні технології в перукарській справі
Космологічні моделі всесвіту
Розвиток природознавства в XVIII-XIX ст Космологічні моделі Всесвіту Походження людини
Сучасні теоретичні моделі бюрократії
Сучасні моделі управлінського обліку
Сучасні моделі організації навчання
Сучасні моделі державного регулювання економіки
Конферансьє і ведучий програми традиційні та сучасні моделі
Традиційні та сучасні моделі взаємин лікаря і пацієнта
© Усі права захищені
написати до нас