WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаФілософія → Філософія розвитку. всесвіт: походження та природа - Реферат

Філософія розвитку. всесвіт: походження та природа - Реферат

скінченим. У дальшому розвитку знання про Всесвіт важливу роль відіграли праці Олександра Фрідмана і Георгія Гамова. Відкрито принципову неста-ціонарність глобальної просторово-часової структури світу. Увесь Всесвіт - певний динамічний об'єкт, що переживає власну історію. У сучасних умовах - це Всесвіт, який розширюється, що означає неухильне зростання об'єму просторово-часової структури і повсюдне збільшення відстаней між об'єктами у структурі. Розширення належить саме до глобальної просторово-часової структури - Метагалактики. Розширення є суворо ізотропним процесом і має абсолютно тотожний вигляд для споглядача, який знаходиться у будь-якій точці Всесвіту. Відносні швидкості розбігання достатньо далеких Галактик досягають колосальних, порівняно зі швидкістю світла, значень. Явище розширення Всесвіту природно поставило питання про початок такого процесу, що в силу особливостей математичного апарату загальної теорії відносності (використання диференційних рівнянь) - привело до уявлення про так званий Великий вибух з точки (що становить сингулярність у рівняннях загальної теорії відносності), в ході якого, приблизно 18 млрд. років тому, і народився Світ. У момент, що передував вибуху, матерія перебувала у надщільному стані. Урахування квантових властивостей матерії дозволяє зрозуміти, що і точка, з якої народився Світ, і безкінечні значення основних фізичних величин, що характеризують Всесвіт у такому стані (щільність маси-енергії, маса, енергія, кривизна та ін.), зовсім не обов'язкові тому, що на певному етапі руху у минуле досягненню сингулярної точки і безкінечних значень фізичних величин перешкоджають квантові властивості поля тяжіння (а отже, і самої просторово-часової структури Світу). У дуже малих масштабах, що менші за 10-32 см, спостерігається флуктуація метрики простору-часу і виникає картина так званої просторово-часової піни - пузирів чотиримірної просторово-часової структури Світу, що. виникають і зникають. У такому Світі, який описується суто імовірнісною мовою, вступаємо в галузь квантової гравітації і квантових концепцій виникнення Світу з нічого.
Концепція Великого вибуху, представлена у так званій моделі виникнення Всесвіту, розробленій Георгієм Гамовим, давала деякі передбачення, що можна перевірити експериментально. Найважливіше з них - однорідне та ізотропне радіовипромінювання, що народилося в момент великого вибуху і заповнило увесь Всесвіт. Модель Георгія Гамова дозволила передбачити для сучасної епохи і деякі кількісні параметри випромінювання, названого реліктовим. Так, температура випромінювання за теорією повинна бути близько до 3 градусів Кельвінів. У 1965 році таке реліктове випромінювання, що безпосередньо свід-чить про Великий вибух, який мав місце, дійсно знайдене, причому температура збіглася з теоретично передбаченою. В результаті немає сумнівів у тому, що весь Всесвіт, який спостерігається, з притаманною просторово-часовою структурою сам, як і все у Світі, має початок і кінець і існує не більше 18 млрд. років, виникнувши з якогось принципово іншого стану матерії.
Отже, час існування Всесвіту безсумнівно скінчений. Що ж до тримірного простору, то характер кривизни його також підлягає емпіричному визначенню, виходячи з релятивістських космологічних моделей. За умови, коли щільність маси-енергії у Всесвіті перевищує певне критичне значення, тримірний простір має позитивну кривизну, а отже, замкнутий і скінчений. При реальній щільності маси-енергії у Всесвіті, що менша за вказане значення, тримірний простір має негативну кривизну, а йому слід приписати метричну безкінечність. Нарешті, у випадку збігу реальної щільності маси-енергії з критичною, тримірний простір буде плоским (евклідо-вим) і також буде безкінечний метричне. Експериментальні оцінки реального значення щільності маси-енергії у Всесвіті близькі до критичного, і достатньо однозначної і тому остаточної відповіді на питання про глобальні метричні властивості тримірного простору поки що немає. Та питання просторової скінченності або безкінечності Всесвіту втратило колишню гостроту. Справа у тому, що в теорії відносності фундаментальним об'єктом є чотиримірний простір-час, а тримірний простір є тільки частковий і відносний переріз простору-часу, що залежить від вибору системи відліку. Виявилася навіть така глобальна властивість, як метрична безкінечність тримірного простору також має відносний зміст і залежить від вибору системи відліку. Один і той же тримірний світ може виявитися безкінечним в одній системі відліку і скінченим в іншій.
В теорії відносності простір сам по собі і час сам по собі перетворюються лише на тіні і тільки їх єдність - чотиримірний простір-час - має абсолютне значення. Тому принципово в проблемі про скін-ченність або безкінечність Всесвіту має питання про чотиримірну кривизну, що, відповідно, абсолютна, а не відносна. Чотиримірна кривизна завжди позитивна за умови, коли щільність маси-енергії в просторі-часі Всесвіту більша нуля. Щільність маси-енергії у Всесвіті, очевидно, більша нуля. Питання про метрику чотиримірної просторово-часової структури Всесвіту розв'язується повністю однозначно: відомо наперед, що чотиримірний світ подій скінчений. У природі не існує ні безкінечних чотиримірних інтервалів, ні безкінечного чотиримірного обсягу. Чотиримірний пузир Всесвіту, що роздувається, як відомо наперед, є скінченим! Але тут виникають два питання: по-перше, чи є сам кількісний (метричний) опис стану матерії у Всесвіті вичерпним і універсальним?; по-друге, якщо глобальні метричні властивості здаються наявністю і розподілом речовини і випромінювання, то чи вичерпуються - речовиною або випромінюванням - усі можливі стани і властивості матерії, чи в природі існує не тільки речовина і випромінювання?
Виникає питання: чи метричний опис фізичної реальності вичерпний і універсаль ний? Легко можна відповісти негативно, відштовхуючись від операціональної природи понять простору і часу, просторово-часових відносин і будь-якого метричного опису, осно-вою якого є вимірювання просторових відстаней (довжини). Візьмемо універсальний характер процесів переходу речовини у випромінювання, що відбуваються у Всесвіті. Процеси радіоактивного розпаду речовини у Всесвіті відбуваються з незворотною втратою частини маси речовини за рахунок переходу її у випромінювання. За сучасними уявленнями, навіть протони - основа існування речовини - підлягають радіоактивному розпаду. В результаті легко зрозуміти таку ідеалізовану ситуацію у Всесвіті, коли процес вигорання речовини повністю завершиться і вся речовина перейде у випромінювання. Звичайно, такийграничний стан матерії вкрай нестійкий: фотони, взаємодіючи між собою і з вакуумом, здатні знову народжувати речовину у вигляді пар-часток. Та в такій ситуації бачимо: метричні просторово-часові співвідношення дійсно не універсальні, не загальні і жорстко пов'язані з наявністю у природі об'єктів з скінченною масою спокою. Дійсно, якби споглядач опинився у Всесвіті, заповненому лише одним випромінюванням, не в змозі ввести жодне просто-рове-часове поняття: відстань, напрямок, час та ін. Більш того, споглядач неспроможний визначити навіть власну систему відліку і таку, що рухається, і таку, що перебуває у
Loading...

 
 

Цікаве