Реферати українською » Авиация и космонавтика » Сучасні моделі розвитку Всесвіту


Реферат Сучасні моделі розвитку Всесвіту

Предыдущая страница | Страница 2 из 2
великі філософи мислили уявлення Всесвіт, як про щось нескінченному.

Давньогрецький філософАнаксимандр (VI в. е.) ввів уявлення про певну єдиної безмежності, не що володіла ні якими звичними спостереженнями, якостями, першооснову всього –апейроне (щось безоглядне, безмежну, нескінченне).

>Древнегреческим філософам належить ряд геніальних здогадок про побудову Всесвіту.Анаксимандр висловив ідею ізольованості Землі, у просторі.Эйлалай першим описавпифагорейскую систему світу, де Земля, як і Сонце, зверталися навколо якогось «гігантського вогню».Шарообразность Землі стверджував інший піфагорієцьПарменид (>VI–V в. в. е.). ГераклітПонтийский (>V–IV в е.) стверджував як і її обертання навколо своєї осі і доніс до греків ще більше давню ідею єгиптян у тому, що саме сонце може бути центром обертання деяких планет (Венера, Меркурій).

Французький філософ і видатний учений, фізик, математик, фізіолог Рене Декарт (1596–1650) створив теорію про еволюційної вихоровий моделі Всесвіту з урахуваннямгелиоцентрализма. У своїй моделі вона розглядала небесні тіла, і їх системи у розвитку. Для XVII в. в. його ідея була надзвичайно сміливою. ПоДекарту, все небесні тіла утворювалися внаслідок вихрових рухів, які відбувалися на однорідної на початку, світової матерії. Цілком однакові матеріальні частки, перебувають у безупинному рух і взаємодії, змінювали свою форму й розміри, що призвело донаблюдаемому нами багатому розмаїттям природи.

Сонячна система відповідно доДекарту, є одне із таких вихорів світової матерії. Планети немає власного руху – вони рухаються,увлекаемие світовим вихором. Декарт вніс й нову ідею до пояснень тяжкості: він вважав, що у вихрах, виникаючих навколо планет частки тиснуть друг на одного й тим викликають явище тяжкості (наприклад Землі). Отже, Декарт, першим став розглядати тяжкість не як вроджене, бо як похідне якість тіл.

Великий німецький учений, філософ Іммануїл Кант (1724–1804) створив найпершу універсальну концепціюеволюционирующей Всесвіту, збагативши картину її рівній структури, і представив Всесвіт безкінечною в особливому сенсі. Він обгрунтував можливості значну можливість появи такий Всесвіту тільки під дією механічних сил притягування й відштовхування і спробував з'ясувати подальшу долю цієї Всесвіту усім її масштабних рівнях – починаючи з планетної системних і закінчуючи світом туманності.

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

Ейнштейн розкрив глибший зміст встановлених залежностей, ефектів вже пов'язаних на певний фізико-математичну систему (як постулатів Пуанкаре). Замінивши у разі теорію абсолютність простору й часу ідеєю їх відносності, яку сьогодні вже не пов'язували із тим абсолютного у просторі, абсолютної системи відліку. Такий переворот знімав основне протиріччя,создававшее кризової ситуації, в теоретичному осмисленні дії. Понад те, відкрився шлях до подальшого проникнення властивості і закони навколишнього світу, настільки глибоко, що сама Ейнштейн не відразу усвідомив ступінь революційності своєї ідеї.

У статті від 30.06.1905 р., заклала основи спеціальної теорії відносності Ейнштейн, узагальнюючи принципи відносності Галілея, проголосив рівноправність всіх інерціальних систем відліку у механічних, але й електромагнітних явищ.

Спеціальна чи приватна теорія відносності Ейнштейна стала результатом узагальнення механіки Галілея і електродинаміки МаксвеллаЛоренца. Вона описує закони всіх фізичних процесів при швидкості 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 у тому, що Всесвіт кінцева і має формучетирехмерного циліндра. Ейнштейн дійшов висновку виходячи з того про стаціонарності Всесвіту, але Фрідман показав необгрунтованість його вихідного постулату.

Фрідман навів дві моделі Всесвіту. Невдовзі ці моделі знайшли дивовижно точне підтвердження у безпосередніх спостереженнях рухів далеких галактик в ефект «червоного усунення» у тому спектрах.

Цим Фрідман довів, що речовина у Всесвіті неспроможна перебувати у спокої. Своїми узагальненнями Фрідман теоретично сприяв відкриттю необхідності глобальної еволюції Всесвіту.


2.  Сучасні моделі розвитку Всесвіту

 

2.1 Теорії еволюції Всесвіту

Є кілька теорій еволюції:

Теорія стаціонарного вибуху

Головна в цій теорії ось у чому: тоді як галактики видаляються друг від друга прихаббловском розширенні, вувеличивающемся просторі з-поміж них утворюється нова матерія. Новостворена матерія згодом самоорганізується в галактики, які, своєю чергою, будуть віддалитися один від друга, звільняючи простір для створення нової матерії. Отже, бачимо розширення було з поняттям «стаціонарної» Всесвіту, зберігає свою загальну щільність і має єдиною точки освіти (наявність якої передбачає теорія Великого Вибуху).

Теорія пульсуючої Всесвіту

Теорія пульсуючої всесвіту, варіант теорії великого вибуху, яким Всесвіт проходить послідовні періоди розширення й стискування. Наприкінці стадії стискування, коли Всесвіт концентрується у маленькому обсязі великий щільності, мабуть, відбувається «розліт» Всесвіту, званий вибухом. Отже, у цій теорії Всесвіт нескінченно пульсує між «Великим вибухом» і «Великим стиском».

2.2 Великий вибух

Концепція Великого Вибуху виникла з відкриттям закону Хаббла. Цього закону описує простий формулою результати спостережень, за якими видима Всесвіт розширюється, і галактики видаляються друг від друга. Неважко, отже, подумки «прокрутити плівку тому» навіть уявити, що у вихідний момент, мільярди років тому, Всесвіт плекаласверхплотном стані. Така картина динаміки розвитку Всесвіту підтверджується двома важливими фактами.

1. Космічний мікрохвильової фон

У 1964 року американські фізики Арно Пензіас і Роберт Уїлсон виявили, що Всесвіт наповнена електромагнітним випромінюванням в мікрохвильовому діапазоні частот.Последовавшие виміру показали, що це характерне класичне випромінювання чорного тіла, властиве об'єктах з температурою близько –>270°С (3 До), тобто. всього втричі градуси вище абсолютного нуля.

Власне, Пензіас і Уїлсон визначили температуру складових Всесвіту по тому, як холонув протягом 15 мільярдів років: її фонове випромінювання виявилося у діапазоні мікрохвильових радіочастот.

Історично це відкриття музею та обумовило вибір на користь космологічної теорії Великого Вибуху. Інші моделі Всесвіту (наприклад, теорія стаціонарної Всесвіту) дозволяють пояснити факт розширення Всесвіту, але з наявність космічного мікрохвильового фону.

2. Надлишок легких елементів

Рання Всесвіт була гарячої. Навіть якщо його протони і нейтрони у зіткненні об'єднувалися і формували важчі ядра, час їхнього існування було незначним, що вже при наступному зіткненні ще з однією важку й швидкої часткою ядро знову розпадалося на елементарні компоненти. Отже, що з Великого Вибуху мало пройти близько трьох хвилин, як Всесвіт охолонула настільки, щоб енергія зіткнень трохи пом'якшала, і елементарні частки почали утворювати стійкі ядра. У історії ранньої Всесвіту це ознаменувало відкриття вікна можливостей для освіти ядер легких елементів. Усі ядра,образовивавшиеся у перших три хвилини, неминуче розпадалися; надалі почали з'являтися стійкі ядра.

Але це первинну освіту ядер у ранній стадії розширення Всесвіту тривав дуже недовго. Невдовзі опісля перших трьох хвилин частки розлетілися не треба друг від друга, що сутички з-поміж них стали вкрай рідкісними, і це ознаменувало закриття вікна синтезу ядер. У цілому цей короткий період первинного нуклеосинтезу внаслідок зіткнень протонів і нейтронів утворилися дейтерій (важкий ізотоп водню з однією протоном і одногонейтроном в ядрі), гелій-3 (два протона і нейтрон), гелій-4 (два протона і двоє нейтрона) й у незначній кількості,литий-7 (три протона і чотири нейтрона). Дедалі більше важкі елементи утворюються пізніше – для формування зірок.

Теорія Великого Вибуху дозволяє визначити температуру ранньої Всесвіту роздивилися й частоту зіткнень частинок у ній. Як наслідок, ми можемо розрахувати співвідношення числа різних ядер легких елементів на первинної стадії розвитку Всесвіту. Порівнявши ці прогнози з реально піднаглядним співвідношенням легких елементів (що з поправкою з їхньої освіту у зірках), ми виявляємо вражаюче відповідність між теорією і спостереженнями.

Звісно, далеко ще не все вивчено: вчені що неспроможні пояснити саму першопричину виникнення Всесвіту; незрозуміло і те, діяли у час зародження нинішні фізичні закони. Але переконливих аргументів на користь теорії Великого Вибуху нині накопичено більше, аніж користь інших теорій.


3. Дослідження Всесвіту в наші дні

Величезне практичного значення науки в XX в. зробило її тієї областю знання, до котрої я масову свідомість відчуває глибоку пошану. Слово науки вагомо, й томурисуемая нею картина Всесвіту часто приймається за точну фотографію реальної буденної дійсності, як вона насправді, незалежно ми. Адже наука і з цього роль – безпристрасного і точного дзеркала, відбиває світ суворих поняттях і струнких математичних обчисленнях. Однак за тих звичним,коренящимся ще епосі Просвітництва довірою на висновках науки, часто забувається, що вона – розвиваючись і рухлива система знань, що способи бачення, притаманні їй, мінливі. І це означає, що сьогоднішня картина Всесвіту не дорівнює вчорашньої.

Вражаючий прогрес науки Всесвіт, розпочатий великоїкоперниканской революцією, вже неодноразово призводив би до дуже глибоким, часом радикальних змін у дослідницької діяльності астрономів як наслідок, у системі знання про структуру і еволюції космічних об'єктів. Нині астрономія розвивається особливо навальними темпами, наростаючими з кожним десятиліттям. Потік видатних відкриттів і досягнень нестримно наповнює її новим змістом.

На початку ХХІ сторіччя перед вченими стоять нові запитання про устрій Всесвіту, яких сподіваються отримати з допомогою прискорювача – ВеликогоАдронногоКоллайдера (>БАК).

ВеликийАдроннийКоллайдер. «Великим» його названо через своє розміру (його периметр становить приблизно 27 км), «>адронним» – оскільки він прискорює протони і досить важкі ядра, що єадронами (тобто частинками, які з кварків), «>коллайдером» – оскільки пришвидшуються ці частки у двох пучках, які у ньому в протилежних напрямах, і в місцях зіштовхуються друг з одним.

>БАК перебуває в території Швейцарії та Франції, поблизу Женеви, в тунелі на глибині близько 100 метрів.

На початку ХХ століття у фізиці з'явилися дві основні теорії – загальна теорія відносності (ОТО) Альберта Ейнштейна, що описує Всесвіт на макрорівні, і квантова теорія поля, що описує Всесвіт на мікрорівні. Проблемою є те, що ці теорії несумісні друг з одним. Ейнштейн багато років намагався розробити єдину теорію поля, але безуспішно, оскільки ігнорував квантову механіку.

Наприкінці 60-х фізикам вдалося розробити Стандартну модель (РМ), що об'єднує троє фахівців з чотирьох фундаментальних взаємодій – сильне, слабка й електромагнітне. Гравітаційне взаємодія як і описують в термінах ОТО. Отже, нині фундаментальні взаємодії описуються двома загальноприйнятими теоріями: ОТО і РМ. Їх об'єднання поки що досягти зірвалася через труднощі створення теорії квантової гравітації.

>БАК дає можливість провести експерименти, які раніше не міг провести і, мабуть, підтвердить чи спростує частину цих теорій.

І може, розвиток яких нових областей людських знань змусять у себе майбутні дослідження.


Укладання

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

Сучасна наукова картина світу динамічне, суперечлива. У ньому більше питань, ніж відповідей. Вона дивує, лякає, ставить за глухий кут, шокує. Пошукампознающего розуму немає кордонів, і вже найближчі рік ми, можливо, будемо вражені новими відкриттями і "новими ідеями.


Список літератури

1. Лавриненко В.М. Концепції сучасного природознавства: підручник/ В.М. Лавриненко, В.П. Ратнікова. – М.: 2006. – 317 з.

2.Найдиш В.М. Концепції сучасного природознавства: підручник/ В.М.Найдиш. – М.: 2004. – 622 з.

3.Садохин О.П. Концепції сучасного природознавства: підручник/ О.П.Садохин. – М.: 2006. – 449 з.

4. Новини астрономії, космонавтики, Всесвіту. –URL:universe-news (Дата звернення 08.10.09)


Предыдущая страница | Страница 2 из 2

Схожі реферати:

Навігація