РЕФЕРАТЫ ПО НАУКЕ И ТЕХНИКЕ
Реферат: Происхождение вселенной
Происхождение вселенной
Проблема начала вселенной, подобна старому вопросу:
Что произошло первым цыпленок или яйцо. Другими словами, какая сила создала вселенную. И что создало эту силу. Или возможно, вселенная, или сила, которая создавало все это, существовали всегда, и не имели начала.
Вплоть до недавнего времени, ученые имели тенденцию не касаться таких вопросов потому, что они принадлежали к метафизике или религии, а не к науке.
Тем не менее, в последнее время возникло учение о том, что Законы Науки могут быть даже в начале вселенной. В этом случае, вселенная могла определяться полностью Законами Науки.
Многие ранние традиции, Еврейская, Христианская и Исламская религии, считали что вселенная создалась довольно недавно. Например, Епископ Ушер вычислил дату в четыре тысячи четыреста лет, для создания вселенной, прибавляя возраст людей в Ветхом Завете. Фактически, дата библейского создания не так далека от даты конца последнего Ледникового Периода, когда появился первый современный человек.
С другой стороны, некоторые люди, как например, Греческий философ Аристотель, Декарт, Ньютон , Галилей не признавали идею о том, что вселенная имела начало. Они чувствовали, что это могло было быть. Но они предпочли верить в то, что вселенная, существовала, и должна была существовать всегда то есть вечно и бесконечно.
Вселенная была по существу неменяющейся во времени. Время абсолютно однородно и синхронизировано. В любой точке вселенной оно одинаково. Пространство тоже однородно и изотропно. Масштаб одинаков в любой точке вселенной. Или она была создана в своей настоящей форме, или она существовал всегда, подобно сегодняшней. Это было естественное убеждение в то время, поскольку человеческая жизнь, на самом деле, очень короткий отрезок истории, которую вселенная значительно не изменила по сравнению с возрастом самой вселенной. В статической, неменяющейся вселенной, вопрос о том, что вселенная существовала всегда, или создалась в прошлом, - действительно материал для метафизики или религии: каждая теория могла бы принять во внимание такую вселенную.
На самом деле, в 1781, философ, Иммануил Кант, написал необычную и очень неясную работу, Критику Чистого Разума. Там, он решил, что были одинаково правильные доводы, оба для веры, что вселенная имела начало, и для веры же, что его не было. Как говорит его название , его выводы были основаны просто на причине. Другими словами, они не взяли в счет наблюдения о вселенной. В конце концов, в неменяющейся вселенной, было ли что наблюдать?
Таким образом перед учеными вставала проблема выбора между верой в бога и материальной верой. Они еще не знали первопричин происхождения вселенной так как у них не было в то время достаточной научной базы. Вера в Бога была более предпочтительна. Исторически христианство было старше чем наука и естественно немногие воспринимали науку серьезно , но со временем она набирала силу и все чаще люди поворачивали голову в ее сторону.
Тайна в науке - это то , что наука не может объяснить, как она не может объяснить то , что было до большого взрыва. Ведь все, что происходило до момента возникновения вселенной, точки сингулярности, не обсуждается- это догма. А непознанное в науке - это та тайна , которая в ближайшее время не может быть раскрыта.
В 19-е столетии подтверждение начала вселенной накапливались. Земля и остальная часть вселенной, фактически изменились со временем. С одной стороны, геологи поняли что образование скал, и ископаемых в них, имело возраст сотни или тысячи миллионов лет. Это было намного более длинным сроком ,чем возраст Земли, согласно Христианству.
С другой стороны, немецкий физик, Больцман, вывел так называемый Второй Закон Термодинамики. Он указывает на то, что общая сумма беспорядочно движущихся частиц во вселенной (который измеряется количеством называющимся энтропия), всегда увеличивается со временем. Это, предполагает, что вселенная могла быть в сжатом состоянии только в одно время в точке начала. В противном случае, вселенная должна вырождаться в состояние полного беспорядка с одинаковой температурой.
Другая трудность с идеей статической вселенной была в том, что согласно Закону Силы Тяжести Ньютона, каждая звезда во вселенной должна притягиваться к каждой другой звезде. То как они могли бы остаться на постоянном расстоянии от друг друга? Не будут ли они все вместе падать? Ньютон был осведомлен об этой проблеме о звездах, привлекающих друг друга. В письме к Ричарду Бентли, ведущему философу того времени, он согласился, что конечное скопление звезд не может остаться неподвижным: они бы все упали вместе, в некоторой центральной точке. Тем не менее, он поспорил, что бесконечное скопление звезд, не должно падать вместе: для них не было бы центральной точки , чтобы туда упасть. Этот аргумент является примером западней, одну из которых мы можем встретить, когда одни говорят о бесконечных системах. Используя другие пути, чтобы добавить силу в каждой звезде, из бесконечного количества других звезд во вселенной, однажды мы можем получить другие ответы на вопрос: они могут оставаться на постоянном расстоянии от друг друга. Мы теперь знаем, что правильная методика должна рассматривать случай начальной точки , откуда произошел мир.
Несмотря на эти трудности с идеей статической и неменяющейся вселенной никто в семнадцатых, восемнадцатых, девятнадцатых или ранних двадцатых столетиях, не считал что вселенная могла развиваться со временем. Ньютон и Эйнштейн, оба пропустили шанс предсказывания, что вселенная могла бы или сокращаться, или расширяться. Нельзя действительно ставить это против Ньютона, из-за того, что он жил двести пятьдесят лет перед открытием расширения вселенной. Но Эйнштейн должен был знать это лучше. Когда он сформулировал Теорию Относительности, чтобы проверить теорию Ньютона с его собственной Специальной Теорией Относительности, он добавил так называемую, "космическую константу''. Это представляло собой отталкивающий гравитационный эффект, который мог бы балансировать эффект притяжения материала во вселенной. Таким образом, было возможно иметь статическую модель вселенной.
Эйнштейн позже сказал: космическая константа была величайшей ошибкой моей жизни. Это произошло после наблюдений отдаленных галактик, Эдвином Хабблом в 1920 году, и показало, что они перемещаются далеко от нас, со скоростями, которые были приблизительно пропорциональными их расстоянию от нас. Другими словами, вселенная не статическая, как прежде было принято думать: она расширяется. Расстояние между галактиками возрастает со временем.
В 1929 году Хаббл открывает эффект так называемый эффект «красного смещения». Он утверждает, что во всех наблюдаемых спектрах всех наблюдаемых галактик он видит красную подсветку в части спектра. Он брал в пример наблюдателя, стоящего около источника света, который удалялся или приближался. При удалении источника света мы наблюдаем красный свет спектра, а при приближении- фиолетовый.
0 то
h’>h
V=HR - Закон Хаббла
где R- расстояние до исследуемой галактики
постоянная Хаббла
скорость разбегания галактики
H=15км/с на 1млн.световых лет
Это означает, что все галактики от нас удаляются. Но наука , как ни странно , забыла об этом до 1964 года. И лишь в 1964 году ученые Пензиас и Вильсон открывают эффект «реликтового фона». Они утверждают , что во всех точках вселенной наблюдается постоянный и однородный шум- реликтовый фон равный 3 градусам К.
Это означает, что галактики удаляются с определенной скоростью. А если они удаляются, значит была и начальная точка отсчета.
Эти два неоспоримых и полностью доказанных факта подтверждают теорию Большого Взрыва. Значит начало было и все ранние научные догмы по проблеме начала вселенной полностью опровергаются. С этого момента научное понятие начала вселенной пришло в некоторое согласие с христианской точкой зрения на этот вопрос. Ведь христиане также считают, что начало было, но правда у них началом был БОГ и он же создал вселенную.
В начале сотворил Бог небо и землю. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою. И сказал Бог: да будет свет. И стал свет. И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог свет от тьмы. И назвал Бог свет днем, а тьму ночью. И был вечер, и было утро: день один. 6 И сказал Бог: да будет твердь посреди воды, и да отделяет она воду от воды. [И стало так.] И создал Бог твердь, и отделил воду, которая под твердью, от воды, которая над твердью. И стало так. И назвал Бог твердь небом. [И увидел Бог, что это хорошо.] И был вечер, и было утро: день второй. И сказал Бог: да соберется вода, которая под небом, в одно место, и да явится суша. И стало так. [И собралась вода под небом в свои места, и явилась суша.] И назвал Бог сушу землею, а собрание вод назвал морями. И увидел Бог, что это хорошо. И сказал Бог: да произрастит земля зелень, траву, сеющую семя [по роду и по подобию ее, и] дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле. И стало так. И произвела земля зелень, траву, сеющую семя по роду [и по подобию] ее, и дерево [плодовитое], приносящее плод, в котором семя его по роду его [на земле]. И увидел Бог, что это хорошо. И был вечер, и было утро: день третий. И сказал Бог: да будут светила на тверди небесной [для освещения земли и] для отделения дня от ночи, и для знамений, и времен, и дней, и годов; и да будут они светильниками на тверди небесной, чтобы светить на землю. И стало так. И создал Бог два светила великие: светило большее, для управления днем, и светило меньшее, для управления ночью, и звезды; и поставил их Бог на тверди небесной, чтобы светить на землю, и управлять днем и ночью, и отделять свет от тьмы. И увидел Бог, что это хорошо. И был вечер, и было утро: день четвёртый. И сказал Бог: да произведет вода пресмыкающихся, душу живую; и птицы да полетят над землею, по тверди небесной. [И стало так.] И сотворил Бог рыб больших и всякую душу животных пресмыкающихся, которых произвела вода, по роду их, и всякую птицу пернатую по роду ее. И увидел Бог, что это хорошо. И благословил их Бог, говоря: плодитесь и размножайтесь, и наполняйте воды в морях, и птицы да размножаются на земле. И был вечер, и было утро: день пятый. И сказал Бог: да произведет земля душу живую по роду ее, скотов, и гадов, и зверей земных по роду их. И стало так. И создал Бог зверей земных по роду их, и скот по роду его, и всех гадов земных по роду их. И увидел Бог, что это хорошо. И сказал Бог: сотворим человека по образу Нашему [и] по подобию Нашему, и да владычествуют они над рыбами морскими, и над птицами небесными, [и над зверями,] и над скотом, и над всею землею, и над всеми гадами, пресмыкающимися по земле. И сотворил Бог человека по образу Своему, по образу Божию сотворил его; мужчину и женщину сотворил их. И благословил их Бог, и сказал им Бог: плодитесь и размножайтесь, и наполняйте землю, и обладайте ею, и владычествуйте над рыбами морскими [и над зверями,] и над птицами небесными, [и над всяким скотом, и над всею землею,] и над всяким животным, пресмыкающимся по земле. И сказал Бог: вот, Я дал вам всякую траву, сеющую семя, какая есть на всей земле, и всякое дерево, у которого плод древесный, сеющий семя; -- вам сие будет в пищу; а всем зверям земным, и всем птицам небесным, и всякому [гаду,] пресмыкающемуся по земле, в котором душа живая, дал Я всю зелень травную в пищу. И стало так. И увидел Бог все, что Он создал, и вот, хорошо весьма. И был вечер, и было утро: день шестой.
Бог сотворил мир за шесть дней, но если исходить из теории Большого Взрыва возраст образования вселенной равен примерно 15-20 млрд. лет. Сейчас теоретические физики пытаются как бы свернуть вселенную, чтобы точнее узнать ее возраст. Но для нас же важен сам факт, что вселенная имела начало.
В момент, который был назван Большим Взрывом, плотность вселенной была равна 1000 000 г/м(куб), а температура равнялась 10 в 32 степени градусов К. Этот момент был назван точкой сингулярности, то есть была точка, было начало, возникла масса, абсолютное пространство и все законы, которым сейчас подчиняется вселенная.
0
неизвестно ничтоВремя
t>1/100 сек
t=10 сек 10 сек 1млн.лет миллионы лет
Т=10 К 10 К 10 К 10 К
Эта схема нам показывает, что со временем температура вселенной понижается.
Если исходить из фактов , то теория Большого Взрыва кажется очень убедительной , но так как мы до сих пор не знаем, что же было до него , это напускает немного тумана на эту проблему. Но все-таки наука продвинулась гораздо дальше, чем это было раньше и как любая революционная теория , теория Большого Взрыва дает хороший толчок развитию научной мысли.
Перейдем теперь к еще одной, не менее интересной теории возникновения мира. Это Антропный принцип. В чем его сущность?
Антропный (человеческий) принцип первым сформулировал в 1960 году Иглис Г.И. , но он является как бы неофициальным его автором. А официальным автором был ученый по фамилии Картер.
Антропный принцип говорит о том, что в начале вселенной был план мироздания, венцом этого плана является возникновение жизни , а венцом жизни- человек. Антропный принцип очень хорошо укладывается в религиозную концепцию программирования жизни.
Антропный принцип утверждает, что вселенная такая, какая она есть потому, что есть наблюдатель или же он должен появиться на определенном этапе развития. В доказательство вышеизложенного создатели этой теории приводят очень интересные факты. Это Критичность Фундаментальных Констант и Совпадение Больших Чисел.
Рассмотрим первый факт.
Фундаментальными константами называются
скорость света- С
постоянная планка- h
заряд электрона- е
масса электрона- mе
масса протона- mр
масса нейтрона-mn
средняя плотность во вселенной-
гравитационная постоянная-
электромагнитная постоянная- к
Исходя из этих констант обнаружили их взаимосвязь:
между массой протона, электрона и нейтрона:
mр - mn > me
me= 5,5x10 г/моль
mp-mn=13,4x10 г/моль
а также критичность значений плотности во вселенной:
q=10 г/см
если q>10 ,то вселенная пульсирующая
если q
